固體地球物理學基礎

前言

2008年是中國科學技術大學建校五十周年。為了反映五十年來辦學理念和特色，集中展示教材建設的成果，學校決定組織編寫出版代表中國科學技術大學教學水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共組織選題281種，經過多輪、嚴格的評審，最后確定50種入選精品教材系列。1958年學校成立之時，教員大部分都來自中國科學院的各個研究所。作為各個研究所的科研人員，他們到學校后保持了教學的同時又作研究的傳統(tǒng)。同時，根據“全院辦校，所系結合”的原則，科學院各個研究所在科研第一線工作的杰出科學家也參與學校的教學，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學中。五十年來，外界環(huán)境和內在條件都發(fā)生了很大變化，但學校以教學為主、教學與科研相結合的方針沒有變。正因為堅持了科學與技術相結合、理論與實踐相結合、教學與科研相結合的方針，并形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)，才培養(yǎng)出了一批又一批高質量的人才。學校非常重視基礎課和專業(yè)基礎課教學的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當今社會，科技發(fā)展突飛猛進、科技成果日新月異，沒有扎實的基礎知識，很難在科學技術研究中作出重大貢獻。建校之初，華羅庚、吳有訓、嚴濟慈等老一輩科學家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎課。他們以淵博的學識、精湛的講課藝術、高尚的師德，帶出一批又一批杰出的年輕教員，培養(yǎng)了一屆又一屆優(yōu)秀學生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎課或專業(yè)基礎課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學家、教育家的教誨和影響，因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學理念與科學探索精神。

內容概要

固體地球物理學是地球科學中的一門重要學科，其目的是利用物理學的方法觀測和研究我們居住的行星——地球。本書主要介紹崮體地球物理學的研究方法，固體地球物理領域各分支學科的基本理論，以及當代固體地球物理學科的發(fā)展和主要研究成果，旨在使讀者對固體地球物理學有一系統(tǒng)的、總體的了解。本書涵蓋固體地球物理學的主要研究領域：行星及地球、地球年齡、地球自轉、地球重力及形狀、地磁學、地熱、地震學、地球內部物理及地球動力學等。本書側重于對崮體地球物理學原理進行簡潔的描述，但為了兼頤學科特點和不同讀者的需求，適當地保留了一些必要的用以描述地球物理場的數學公式，供有興趣的和希望繼續(xù)深入研究的讀者閱讀。    本書可供非固體地球物理專業(yè)的廣大地球科學科技人員以及高等院校有關專業(yè)師生學習參考。

書籍目錄

總序前言第1章 導論  1.1 固體地球物理學  1.2 固體地球物理學的發(fā)展第2章 太陽、行星和地球系統(tǒng)  2.1 太陽系  2.2 太陽系行星運動規(guī)律  2.3 隕石及其成分  2.4 太陽系及地球的起源  2.5 放射性衰變和地球年齡第3章 地球的表面特征及內部構造  3.1 大陸和大洋的分布  3.2 固體地球表面的起伏  3.3 地球表面的主要構造單元和特征  3.4 全球活動構造體系  3.5 板塊構造  3.6 地球內部構造  3.7 地球的物質組成  3.8 地球系統(tǒng)第4章 地球自轉  4.1 地球自轉  4.2 歲差和章動——歐拉方程及其解  4.3 錢德勒晃動——可變形地球自由章動  4.4 周年變化  4.5 地極移動——極移  4.6 地球轉速的變化——日長第5章 地球重力場和固體潮  5.1 地球重力場  5.2 重力測量  5.3 地球重力場的數學模型  5.4 地球的標準(正常)重力場  5.5 地球的異常重力場  5.6 地球內部重力場  5.7 地球的形狀  5.8 空間大地測量和衛(wèi)星重力學  5.9 重力校正及重力異常  5.10 重力資料及地球內部構造  5.11 固體潮第6章 地球的磁場  6.1 描述地磁場的基本方程  6.2 地球的磁場和地磁觀測  6.3 地球磁場的高斯理論  6.4 地球基本磁場，參考場(IGRF)及長期變化  6.5 地球變化磁場  6.6 地球磁場的空間形態(tài)  6.7 古地磁學及其地球物理意義  6.8 地球磁場的成因第7章 地震及地震學  7.1 地震災害  7.2 地震基本要素  7.3 地震觀測  7.4 地震活動性及其地球物理學意義  7.5 地震預報  7.6 地震射線及地震波  7.7 電球自由振蕩  7.8 地震機制及地震的物理一力學模型第8章 地熱  8.1 地球表面的熱流及地球內部熱能估計  8.2 地球內部的熱學參數  8.3 地球內部熱輸運  8.4 地球內部的熱狀態(tài)和熱結構  8.5 地球的熱演化

章節(jié)摘錄

插圖：固體地球物理學是用物理學方法觀測、研究人類居住的行星——地球系統(tǒng)特別是固體地球的構造、運動、動力學過程以及與其相關的物理現象的一門科學。地球物理學實際上是物理學和地球科學的交叉學科，其在上世紀初形成了獨立的學科。在20世紀60年代開始這一學科有了很大的發(fā)展，研究范圍涉及海洋、大陸和空間等廣泛的領域，這一學科成為天文、物理、化學和地質學等學科之間的邊緣學科。固體地球物理學作為固體地球科學的一個重要的分支，其研究的目標和整個固體地球科學研究的目標是一致的，即“了解整個地球系統(tǒng)的過去，現今及未來的行為，這種興趣已從生命演化的地表環(huán)境，到地殼及流體包層（大氣圈和水圈）之間的相互作用，向下擴展到地幔和外核，并一直至內核。一個主要的挑戰(zhàn)是，要利用這種認識維持生物圈和人類將繼續(xù)繁榮下去的環(huán)境”（固體地球科學與社會，1989）。廣義而言，地球作為太陽系的一個成員，其空間環(huán)境和自身的演化受整個太陽系的影響，我們對于固體地球的認識和研究脫離不了對整個太陽系乃至宇宙的認識。固體地球物理學就其研究內容而言可以分一系列分支學科如：重力學和地球形狀學、地震學、地球轉動學、地磁學、地電學、地球內部物理學、地球動力學、火山學、地球宇宙學、勘探學地球物理學、工程地球物理和城市地球物理學等等。這些分支學科中，以研究目的而論又可以歸為兩個大的分支，即普通固體地球物理學和應用地球物理學。前者以研究地球自然屬性為目標，后者以探索地球資源和環(huán)境變遷為目標。當然二者之間有著廣泛和不可分割的聯系，它們既相對獨立又相互促進和相互依賴。

編輯推薦

《"十一五"國家重點圖書,中國科學技術大學精品教材?固體地球物理學基礎》可供非固體地球物理專業(yè)的廣大地球科學科技人員以及高等院校有關專業(yè)師生學習參考?！?十一五"國家重點圖書,中國科學技術大學精品教材?固體地球物理學基礎》為中國科學技術大學出版社出版。

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