固體地球物理學(xué)基礎(chǔ)

前言

2008年是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)建校五十周年。為了反映五十年來辦學(xué)理念和特色，集中展示教材建設(shè)的成果，學(xué)校決定組織編寫出版代表中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教學(xué)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(jīng)過多輪、嚴(yán)格的評(píng)審，最后確定50種入選精品教材系列。1958年學(xué)校成立之時(shí)，教員大部分都來自中國科學(xué)院的各個(gè)研究所。作為各個(gè)研究所的科研人員，他們到學(xué)校后保持了教學(xué)的同時(shí)又作研究的傳統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)“全院辦校，所系結(jié)合”的原則，科學(xué)院各個(gè)研究所在科研第一線工作的杰出科學(xué)家也參與學(xué)校的教學(xué)，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學(xué)中。五十年來，外界環(huán)境和內(nèi)在條件都發(fā)生了很大變化，但學(xué)校以教學(xué)為主、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針沒有變。正因?yàn)閳?jiān)持了科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)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(zhì)量的人才。學(xué)校非常重視基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當(dāng)今社會(huì)，科技發(fā)展突飛猛進(jìn)、科技成果日新月異，沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，很難在科學(xué)技術(shù)研究中作出重大貢獻(xiàn)。建校之初，華羅庚、吳有訓(xùn)、嚴(yán)濟(jì)慈等老一輩科學(xué)家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎(chǔ)課。他們以淵博的學(xué)識(shí)、精湛的講課藝術(shù)、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(xué)生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學(xué)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(xué)理念與科學(xué)探索精神。

內(nèi)容概要

固體地球物理學(xué)是地球科學(xué)中的一門重要學(xué)科，其目的是利用物理學(xué)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(xué)的研究方法，固體地球物理領(lǐng)域各分支學(xué)科的基本理論，以及當(dāng)代固體地球物理學(xué)科的發(fā)展和主要研究成果，旨在使讀者對(duì)固體地球物理學(xué)有一系統(tǒng)的、總體的了解。本書涵蓋固體地球物理學(xué)的主要研究領(lǐng)域：行星及地球、地球年齡、地球自轉(zhuǎn)、地球重力及形狀、地磁學(xué)、地?zé)?、地震學(xué)、地球內(nèi)部物理及地球動(dòng)力學(xué)等。本書側(cè)重于對(duì)崮體地球物理學(xué)原理進(jìn)行簡潔的描述，但為了兼頤學(xué)科特點(diǎn)和不同讀者的需求，適當(dāng)?shù)乇Ａ袅艘恍┍匾挠靡悦枋龅厍蛭锢韴龅臄?shù)學(xué)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(xué)科技人員以及高等院校有關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

總序前言第1章 導(dǎo)論  1.1 固體地球物理學(xué)  1.2 固體地球物理學(xué)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(yùn)動(dòng)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(nèi)部構(gòu)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(gòu)造單元和特征  3.4 全球活動(dòng)構(gòu)造體系  3.5 板塊構(gòu)造  3.6 地球內(nèi)部構(gòu)造  3.7 地球的物質(zhì)組成  3.8 地球系統(tǒng)第4章 地球自轉(zhuǎn)  4.1 地球自轉(zhuǎn)  4.2 歲差和章動(dòng)——?dú)W拉方程及其解  4.3 錢德勒晃動(dòng)——可變形地球自由章動(dòng)  4.4 周年變化  4.5 地極移動(dòng)——極移  4.6 地球轉(zhuǎn)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(shù)學(xué)模型  5.4 地球的標(biāo)準(zhǔn)(正常)重力場  5.5 地球的異常重力場  5.6 地球內(nèi)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(xué)  5.9 重力校正及重力異常  5.10 重力資料及地球內(nèi)部構(gòu)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(xué)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(xué)  7.1 地震災(zāi)害  7.2 地震基本要素  7.3 地震觀測  7.4 地震活動(dòng)性及其地球物理學(xué)意義  7.5 地震預(yù)報(bào)  7.6 地震射線及地震波  7.7 電球自由振蕩  7.8 地震機(jī)制及地震的物理一力學(xué)模型第8章 地?zé)? 8.1 地球表面的熱流及地球內(nèi)部熱能估計(jì)  8.2 地球內(nèi)部的熱學(xué)參數(shù)  8.3 地球內(nèi)部熱輸運(yùn)  8.4 地球內(nèi)部的熱狀態(tài)和熱結(jié)構(gòu)  8.5 地球的熱演化

章節(jié)摘錄

插圖：固體地球物理學(xué)是用物理學(xué)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(gòu)造、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)過程以及與其相關(guān)的物理現(xiàn)象的一門科學(xué)。地球物理學(xué)實(shí)際上是物理學(xué)和地球科學(xué)的交叉學(xué)科，其在上世紀(jì)初形成了獨(dú)立的學(xué)科。在20世紀(jì)60年代開始這一學(xué)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(lǐng)域，這一學(xué)科成為天文、物理、化學(xué)和地質(zhì)學(xué)等學(xué)科之間的邊緣學(xué)科。固體地球物理學(xué)作為固體地球科學(xué)的一個(gè)重要的分支，其研究的目標(biāo)和整個(gè)固體地球科學(xué)研究的目標(biāo)是一致的，即“了解整個(gè)地球系統(tǒng)的過去，現(xiàn)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(kuò)展到地幔和外核，并一直至內(nèi)核。一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是，要利用這種認(rèn)識(shí)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(xué)與社會(huì)，1989）。廣義而言，地球作為太陽系的一個(gè)成員，其空間環(huán)境和自身的演化受整個(gè)太陽系的影響，我們對(duì)于固體地球的認(rèn)識(shí)和研究脫離不了對(duì)整個(gè)太陽系乃至宇宙的認(rèn)識(shí)。固體地球物理學(xué)就其研究內(nèi)容而言可以分一系列分支學(xué)科如：重力學(xué)和地球形狀學(xué)、地震學(xué)、地球轉(zhuǎn)動(dòng)學(xué)、地磁學(xué)、地電學(xué)、地球內(nèi)部物理學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、火山學(xué)、地球宇宙學(xué)、勘探學(xué)地球物理學(xué)、工程地球物理和城市地球物理學(xué)等等。這些分支學(xué)科中，以研究目的而論又可以歸為兩個(gè)大的分支，即普通固體地球物理學(xué)和應(yīng)用地球物理學(xué)。前者以研究地球自然屬性為目標(biāo)，后者以探索地球資源和環(huán)境變遷為目標(biāo)。當(dāng)然二者之間有著廣泛和不可分割的聯(lián)系，它們既相對(duì)獨(dú)立又相互促進(jìn)和相互依賴。

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《"十一五"國家重點(diǎn)圖書,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精品教材?固體地球物理學(xué)基礎(chǔ)》可供非固體地球物理專業(yè)的廣大地球科學(xué)科技人員以及高等院校有關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考?！?十一五"國家重點(diǎn)圖書,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精品教材?固體地球物理學(xué)基礎(chǔ)》為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版。

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