绪论 地磁现象：地球所具有的磁性现象。罗盘 指南和磁力探矿都是地磁的利用。 地磁对地球环境的意义 研究地磁的意义
1.1.5.1 地球磁场（geomagnetic field）基 本特征： （1）相当于地球中心的一个大条形磁铁所产生 的偶极磁场。条形磁铁的磁南极（S）大致指 向地理北极附近，磁北极（N）大致指向地理 南极附近（见后面图） 。即条形磁铁的南北极与
地球磁场的组成
最近400万年的磁极倒转
课外阅读：
地球磁场的形成原因 (感应自激，旋转的 液态金属铁镍物质)
1.1.6 地球的弹塑性
地表的固体岩石在日、月引力的作用下也有交替的涨落现象，其幅度为7—8cm, 这种现象称为固体潮。也说明固体地球具有弹性。地球也具有塑性，地球的自转 能引起地球赤道半径加大而成为椭球。在应力的作用下引起岩石发生弯曲而不破 裂等，这些都说明地球具有塑性。
注意 （1）地磁的两极与地理 两极是不重和的
（2）地磁的两极与地理 两极的空间关系
1.1.5.2 地磁三要素 （magnetic elements）



地磁强度（magnetic intensity ），箭头代表方 向，长度代表磁场强度。 磁偏角（ magnetic declination）：地磁场的 水平分量与地理北的夹角。即地磁子午线与地理 子午线的夹角。以指北针为准，偏东为正，偏西 为负。 磁倾角 （ magnetic inclination）：磁针与所 在地水平面的夹角。以指北针为准，下倾者为正， 上仰者为负。
张家界万福温泉浴
冰岛蓝湖地热温泉与地热梯级利用 蓝湖所在地是地球上地下岩浆活动最为频繁的区域之一，这种活动加热了蓝湖，使 得水体蒸腾。地面附近的熔岩流加热的水蒸汽用于推动涡轮机发电，经过了涡轮机 的蒸汽变成热水，经过换热器又为市政热水供暖系统提供热量，可谓一举多得。蓝 湖洗浴和游泳的礁湖地区水温平均在40 ℃左右，水体有丰富矿物质，如硅和硫，在 蓝湖泡温泉，可以帮助治疗一些皮肤疾病，如牛皮癣等。
地热取暖 乌鲁木齐两住宅工程试用地热取暖 ，费用低于集中供热
地热种植 北京：首个地热蓝莓大棚落户丰台
地热养殖 海拔千米以上、常年气温仅为12.8摄氏度的爱达荷州山区的 “爱达荷养鱼公司”地热养鱼池。
2、地热的来源、地热水和间歇温泉的地下构造
地热的来源
以放射性元素衰变为主 构造运动的机械能 化学能 引力能 地球旋转能
地理上的南北极相反。 （2）地球磁场的磁力线分布特点是赤道附近磁场的方 向是水平的，两极附近则与地表垂直。
（3）地磁偏角及其变化： 地磁偏角是指地球上任一处的磁北方向和正北方向之间的夹 角。即地磁南北极与地理南北极的位置不一致。当地磁北向 实际偏东时，地磁偏角为正，反之为负。 地磁偏角在历史上最早由中国北宋科学家沈括发现并记录在 著作《梦溪笔谈》中，而西方最早的记录则在此之后约400 年。 问题：罗盘的北针与地理北的方位一致吗？
地热水形成条件 （1）热源 （2）水源 （3）储集层和盖层 图见P23，图2-8


间歇温泉的输水系统 一套复杂的供水系统。在这个天然锅炉里，要有一条深 深的泉水通道。地下水在通道最下部被炽热的岩浆烤热， 却又受到通道上部高压水柱的压力，不能自由翻滚沸腾。 狭窄的通道也限制了泉水上下的对流。这样，通道下面的 水就不断的被加热，不断地积蓄力量，一直到水柱底部的 蒸气压力超过水柱上部的压力的时候，地下高温、高压的 热水和热气就把通道中的水全部顶出地表，造成强大的喷 发。喷发以后，随着水温下降，压力减低，喷发就会暂时 停止，又积蓄力量准备下一次新的喷发。 黄石公园里有一个叫老实泉的间歇泉特别有趣。这个间 歇泉不仅喷发猛烈，而且特别遵守时间，总是每隔一小时 左右喷发一次，从不提前，也从不迟到。所以才得了这个 “老忠实”的美名。可是，后来因为地震，老实泉发生了 变化，现在不如从前那么遵守时间了。
1.1.1 地球的形状与大小
地 球 的 形 状
（1）大地水准面是一 个不稳定的旋转椭球面。
（2）地球赤道横截面 不是正圆
（3）赤道面不是地球 的对称面。表现在a. 南极大陆比基准面低24 米，而北极大陆则高出 14米；b. 赤道到南纬 60度之间高出基准面， 而赤道到北纬45度则低 于基准面。
注意： 人类对地球形状的 认识是变化的；地球自身 的形状也是在变化的，因 为地球在收缩。
0
Km
地 表
1000 2000 3000 4000 5000 6371 0
地 心
2000
4000
1.1.4 地球的重力 （gravity）



定义 地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力， 叫做重力（gravity）。 重力并不等于地球对物体的引力。由于地球本 身的自转，除了两极以外，地面上的物体，都 随着地球一起做近似匀速圆周运动，这就需要 有垂直指向地轴的向心力，这个向心力只能由 地球对物体的引力来提供。把地球对物体的引 力分解为两个分力，一个分力F1，方向指向地 轴，大小等于物体绕地轴做近似匀速圆周运动 所需的向心力；另一个分力G就是物体所受的 重力。因此，重力就是地球引力和物体随地球 绕地轴转动所受的向心力之差。

各种重力异常

理论重力值：根据理想的扁球体（旋转椭球体）以 及内部密度无横向变化所计算出的重力值。 重力异常(gravity anomaly)及其种类
自由空气异常：只考虑高度差异，不考虑物质差异所校 正的重力异常。 布格校正:是指在重力测量中，考虑观测点与大地水准 面间物质引力影响所作的校正。布格校正一般由中间层 （观测点至大地水准面间存在着假想的无限大的平行岩 层）校正和局部地形校正两部分组成。 布格异常：重力观测值经自由空气校正和布格校正后 与相应的参考椭球体面上的正常重力值之差称为布格异 常。 正异常 、负异常
弹塑性：地球具有弹性，表现在地球内部能传播地震波，因为地震波是弹性波。
褶皱构造
上节课复习
地球的密度和压力随深度的变化特征 地球表面重力的影响因素 磁偏角，磁倾角
1.1.7

地热（geothermy）
1、地热现象与研究意义


2、地热的来源与形成条件、间歇泉的地下构造
3、地热表述形式与地热异常
在地球上不同的地方，地磁偏角一般也不相同。在同一个地 方，地磁偏角随着时间的推移也在不断变化。发生磁暴时和 在磁力异常地区，如磁铁矿和高压线附近，地磁偏角将会产 生急剧变化。 在中国的大部分地区，地磁偏角在-10°～+2°之间。各地的 磁偏角（于1970年1月1日测量计算的），如： 北京- 5°50’ ，哈尔滨 -9°39’ ，上海 -4°26’，西安- 2°29’ ， 重庆- 1°34’ ，广州-1°09’ ，乌鲁木齐+ 2°44'
腾冲地热温泉中最著名的大滚锅，水温接近100℃
西藏羊八井地热电站地热井喷 阙影 摄
Hale Waihona Puke 冰岛的奈斯亚威里尔地热发电站
清洁的地热能 与燃煤或燃烧石油相比，利用地热资源时的二氧化碳排放量微乎其微。自1975年 冰岛大规模使用地热资源后，石油等能源进口大大减少，二氧化碳等温室气体排放 量提前几十年就已达到了国际标准。冰岛现在已成为世界上最干净的国家之一，并 计划在不久的将来，成为世界上第一个全部使用可再生的清洁能源的国家
最近400万年的磁极倒转
思考题：地磁倒转有什么意义？（灾害）
海底岩石磁场提供的地磁倒转证据
1.1.5.4 地球磁场的组成

（略）


基本地磁场（main magnetic field）： 由地球中心假定的磁柱产生的磁场，占地 磁的95%以上。 变化磁场：由来自地球外部带电粒子产生， 太阳是这些带电粒子的主要来源。☆ 地磁异常（magnetic anomaly）：地 壳浅部的具有磁性的岩石或矿石引起的局 部磁场。是磁法勘探的依据。

地球的密度(density) 地球的压力(pressure)
地球的重力 (gravity)
√
√
地球的磁性 (geomagnitism)
地热 (geothermy) √
在 太 空 中 所 见 的 地 球
1.1.1 地球的形状与大小
大地水准面 大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所 形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位面， 即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在 这个面上是不会流动的）。大地水准面是描 述地球形状的一个重要物理参考面，也是海 拔高程系统的起算面。大地水准面的确定是 通过确定它与参考椭球面的间距--大地水准 面差距（对于似大地水准面而言，则称为高 程异常）来实现的。大地水准面和海拔高程 等参数和概念在客观世界中无处不在，在国 民经济建设中起着重要的作用。 它将几何大地测量与物理大地测量科学地结 合起来，使人们在确定空间几何位置的同时 ， 还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要 信息。大地水准面的形状反映了地球内部物 质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地 震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等 相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。

第一、丰度足够大； 第二、放射释放的能量大； 第三、半衰期与地球年龄相当
地下热水
地下热水：一般都把高于当地年均气温的地下水。中国目前 采用20～25℃作为热水下限。 根据温度分类 （1）低温热水：25℃——40 ℃ （2）中温热水：40℃——60 ℃ （3）高温热水：60℃——100 ℃ （4）过热水：>100 ℃ 根据地质构造条件 （1）火山和岩浆活动型 （2）褶皱山地断裂带深循环型 （3）沉降盆地型
F万—万有引力，F1—向心力，G—重力



辨析 重力的定义有很多，没有对错之分，关键看其是 否适于解决你的问题。 中学课本上说，“地球对物体的引力称重力”， “重力就是由于地球吸引而使物体受到的力”。 这类定义只有在不考虑地球自转所引起的效果时 才有意义。