描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030781277
内容简介
《地球物理学基础》（增订版)是在1985年《地球物理学基础》（**版)基础上增补、修订的新版，是有关固体地球物理学基础理论与应用研究的专著。它的主要读者对象是地球物理专业高年级大学生及相关专业的研究生。《地球物理学基础（全2册）》涉及内容广泛，除概论外，包括：地球的形状和重力场，地球的转动，地球的年龄、能源和温度分布，地磁场、古地磁场及其成因，地电场和地球电磁感应，天然地震及其预测，地震波的传播，地球的振荡，地震位错和震源物理，地球内部构造等11个专题。《地球物理学基础（全2册）》对所涉及问题的物理概念阐述清楚、简洁、明了，数学公式推导详尽，有助于读者深化对研究问题所涉物理概念的准确理解与结果的正确运用。
目 录
目录
**版序
增订版前言
上册
**章 概论 1
1.1 什么是地球物理学 1
1.2 固体地球物理学的发展 1
1.3 地球物理学和其他学科的关系 3
第二章 地球的形状和重力场 5
2.1 概论 5
2.2 势论简述 6
2.2.1 牛顿引力场和力势 6
2.2.2 常用的积分关系和定理 11
2.2.3 球谐函数 16
2.2.4 谐力势 25
2.3 地球的動场 26
2.3.1 一级近似 26
2.3.2 二级近似 29
2.3.3 椾球坐标和索米扬那公式 32
2.3.4 重力公式的精确解 35
2.4 重力异常和大地水准面的高度 39
2.4.1 布容斯(Bruns，H.)公式和球面几近 39
2.4.2 地球以外一点的重力异常 41
2.4.3 斯托克斯公式 43
2.5 重力值的校正 44
2.5.1 自由空气及布格校正 45
2.5.2 地壳均衡及均衡校正 46
2.6 固体潮 49
2.6.1 引潮力势 49
2.6.2 勒夫数和志田数 50
参考文献 52
第三章 地球的转动 53
3.1 岁差和章 动 53
3.1.1 欧拉方程 53
3.1.2 欧拉角 56
3.1.3 麦柯拉夫(MacCullagh)公式 57
3.1.4 岁盖和章 动 58
3.1.5 月球的影响 59
3.1.6 地球的动力学扁率 60
3.2 转动轴的变化 60
3.2.1 欧拉章动 60
3.2.2 钱德勒晃动 62
3.2.3 周年变化 66
3.2.4 纬度变化 69
3.2.5 钱德勒晃动的衰减和激发 74
3.3 转速的变化 78
3.3.1 地球的转动和时间 78
3.3.2 地球转速的变化 78
参考文献 81
第四章 地球的年龄、能源和温度分布 82
4.1 地鮮表 82
4.2 放射性衰变和岩石的绝对年龄 83
4.2.1 放射性同位素的衰变规律 83
4.2.2 铅法 85
4.2.3 钾-氩法 85
4.2.4 铷-锶法 86
4.2.5 碳十四法 87
4.3 地球的年龄 87
4.4 地面热流和地球内部的能源 89
4.4.1 长寿命的放射性元素 90
4.4.2 短寿命的放射性元素 91
4.4.3 地球形成时的引力能 91
4.4.4 地核的形成 91
4.4.5 地球的旋转能 91
4.5 热传导 92
4.5.1 一维问题 92
4.5.2 球层问题 96
4.6 地球内部的传热机制 97
4.6.1 热传导 97
4.6.2 热辐射 97
4.6.3 激子 97
4.6.4 物质迁移 97
4.7 地球内部的温度梯度 97
4.8 地球上层的温度分布 99
4.9 地球内部的温度分布 101
参考文献 102
第五章 地磁场 103
5.1 地球电磁学的物理基础 104
5.1.1 电磁场扩散方程和拉普拉斯方程 104
5.1.2 运动介质的电磁方程和动力学方程 110
5.1.3 矢量亥姆霍兹方程和贝塞尔函数 112
5.1.4 “环型”和“极型”电磁场 122
5.1.5 带电粒子在电磁场中的运动 125
5.1.6 电磁流体(等离子)介质中的波 152
5.2 地磁场的高斯理论 163
5.2.1 地磁场的数学表述 163
5.2.2 地磁场的高斯(球谐)分析 165
5.3 地球基本磁场及其长期变化 175
5.3.1 地球基本磁场 175
5.3.2 地球(基本)磁场的长期变化 188
5.4 地球的变化磁场 222
5.4.1 地磁指数、国际磁静日和磁扰日 222
5.4.2 太阳静日变化Sq 224
5.4.3 磁暴 238
5.5 地磁场的空间形态 247
5.5.1 近地面和核内磁场 247
5.5.2 高空磁场 249
5.5.3 磁层 250
5.6 磁层物理 252
5.6.1 磁层物理基础 252
5.6.2 磁层几何结构 278
5.6.3 磁层物理结构 291
5.6.4 磁层对流运动 303
5.6.5 磁层电流体系 319
参考文献 331
第六章 古地磁场及其成因 337
6.1 岩石磁性 337
6.1.1 岩石磁性的物理基础 337
6.1.2 岩石天然剩余磁化强度(NRM) 339
6.1.3 岩石磁性的稳定性 341
6.2 古地磁场 343
6.2.1 史前和史期地磁场的长期变化 343
6.2.2 轴向偶极子的假定和极移 350
6.2.3 地磁场的倒转和地磁年表 353
6.3 地磁场的成因 359
6.3.1 历史上有关地磁场成因的假说 360
6.3.2 电磁流体动力学完备方程组 361
6.3.3 地磁场起源的发电机理论 383
6.4 古代磁场的长期变化 441
6.4.1 过去3万年古地磁场 442
6.4.2 过去5Ma和10Ma的古地磁场 447
6.4.3 10Ma至400Ma前的古磁场 465
6.5 地球内部动力学 476
6.5.1 地磁场5—10a的变化与液核表面运动 476
6.5.2 古磁场与大陆板块动力学 487
参考文献 494
第七章 地电场和地球电磁感应 499
7.1 地球电场 499
7.1.1 地电场的各向异性 499
7.1.2 电磁脉动 501
7.1.3 电磁脉动与磁层物理过程 506
7.2 地球电磁感应 527
7.2.1 局部地磁短周期变化异常 528
7.2.2 电磁感应的理论基础 529
7.2.3 薄层导体和上地幔的屏蔽效应 556
7.3 地球内部的电导率 581
7.3.1 地壳和地幔的电导率 582
7.3.2 地幔电导机制 583
7.3.3 地核内部的电导率 584
参考文献 584
下册
第八章 天然地震及其预测 589
8.1 地震 地震学 地震科学 589
8.1.1 地震 589
8.1.2 地震学 589
8.1.3 地震科学 591
8.2 地震的宏观现象 591
8.2.1 微观地震学.宏观地震学 591
8.2.2 地震的影响：直接影响与间接影响 591
8.2.3 构造地震的直接影响 592
8.2.4 地震对建筑物的影响 593
8.2.5 地震的间接影响 595
8.2.6 地震灾害 597
8.3 地震的特点一猝不及防的突发性与巨大的破坏力 601
8.4 地震的一些特征 602
8.5 全球地震活动性 603
8.5.1 地震的空间分布 603
8.5.2 地震的时间分布 604
8.6 中国地震活动性 607
8.6.1 我国地震活动的特点 608
8.6.2 我国地震灾害的特点 611
8.7 地震成因概述 613
8.7.1 断层成因说 613
8.7.2 相变成因说 613
8.7.3 岩浆冲击成因说 614
8.8 地震的强度一烈度 615
8.9 地震的强度一震级 618
8.10 地方震级 620
8.11 体波震级 622
8.12 酿震级 623
8.13 我国使用的震级 624
8.14 震级的饱和 626
8.15 矩震级 627
8.16地震预测 630
8.16.1 地震预测概论 630
8.16.2 地震预测为什么这么难？ 632
8.16.3 地震的可预测性 633
8.16.4地震预测展望 635
参考文献 637
第九章 地震波的传播 640
9.1 弹性理论 641
9.1.1 应力分析 641
9.1.2 应变分析 646
9.1.3 广义虎克定律 653
9.1.4 地球介质的非完全弹性 662
9.1.5 波动方程及其基本解 668
9.1.6 地球介质的品质因子 672
9.2地震射线理论 674
9.2.1 费马原理 674
9.2.2 层状介质中的地震射线 685
9.2.3 地震射线在斜界面的折射和反射 689
9.2.4 球对称介质中的地震射线 692
9.2.5 地震内部的地震波速度分布 699
9.3 地震波的反射和折射 703
9.3.1 平面波在自由表面的反射 703
9.3.2 平面波在两种介质分界面上的反射和折射 709
9.4 地震面波 716
9.4.1 瑞利（Rayleigh)波 716
9.4.2 勒夫(Love)波 718
9.4.3 频散方程的相长干涉解释 721
9.4.4 面波的频散 722
参考文献 731
第十章 地球的振荡 732
10.1 地球振荡的理论 732
10.1.1 基本方程 732
10.1.2 边界条件 735
10.1.3 运动方程的解 737
10.1.4 环型振荡和球型振荡 741
10.1.5 地球的振荡和地震面波 745
10.2 地球自由振荡的观测 746
10.3 地球自转和扁率对地球振荡的影响 750
10.3.1 地球自转的效应 750
10.3.2 地球扁率的效应 754
10.4 地球自由振荡的应用 755
10.4.1 地球模式 755
10.4.2 地球的滞弹性 757
10.4.3 地震的震源机制 758
参考文献 759
第十一章 地震位错和震源物理 760
11.1 地震断层和震源区的应力状态 760
11.1.1 地震的直接成因——弹性回跳理论 760
11.1.2 断层面解 761
11.1.3 震源区的应力状态 767
11.2 地震位错 769
11.2.1 位错 769
11.2.2 弹性动力学位错理论 769
11.2.3 剪切位错点源辐射的地震波 776
11.3 破裂过程和震源参量 783
11.3.1 有限移动源 783
11.3.2 对称双侧破裂矩形断层模式 792
11.3.3 震源参量 794
11.4 震源物理 799
11.4.1 概述 799
11.4.2 震源物理实验研究 800
11.4.3 震源物理理论 807
参考文献 813
第十二章 地球内部构造 817
12.1 地球的表面形态和内部的主要分层 817
12.2 地壳、地幔和地核 819
12.2.1 研究地壳的地震方法 819
12.2.2 大陆和海洋下面的地壳 821
12.2.3 上地幔和低速层 824
12.2.4 地核 827
12.3 地球内部的物质组成 828
12.4 地球的密度 831
12.4.1 **的地球密度分布规律 831
12
**版序
增订版前言
上册
**章 概论 1
1.1 什么是地球物理学 1
1.2 固体地球物理学的发展 1
1.3 地球物理学和其他学科的关系 3
第二章 地球的形状和重力场 5
2.1 概论 5
2.2 势论简述 6
2.2.1 牛顿引力场和力势 6
2.2.2 常用的积分关系和定理 11
2.2.3 球谐函数 16
2.2.4 谐力势 25
2.3 地球的動场 26
2.3.1 一级近似 26
2.3.2 二级近似 29
2.3.3 椾球坐标和索米扬那公式 32
2.3.4 重力公式的精确解 35
2.4 重力异常和大地水准面的高度 39
2.4.1 布容斯(Bruns，H.)公式和球面几近 39
2.4.2 地球以外一点的重力异常 41
2.4.3 斯托克斯公式 43
2.5 重力值的校正 44
2.5.1 自由空气及布格校正 45
2.5.2 地壳均衡及均衡校正 46
2.6 固体潮 49
2.6.1 引潮力势 49
2.6.2 勒夫数和志田数 50
参考文献 52
第三章 地球的转动 53
3.1 岁差和章 动 53
3.1.1 欧拉方程 53
3.1.2 欧拉角 56
3.1.3 麦柯拉夫(MacCullagh)公式 57
3.1.4 岁盖和章 动 58
3.1.5 月球的影响 59
3.1.6 地球的动力学扁率 60
3.2 转动轴的变化 60
3.2.1 欧拉章动 60
3.2.2 钱德勒晃动 62
3.2.3 周年变化 66
3.2.4 纬度变化 69
3.2.5 钱德勒晃动的衰减和激发 74
3.3 转速的变化 78
3.3.1 地球的转动和时间 78
3.3.2 地球转速的变化 78
参考文献 81
第四章 地球的年龄、能源和温度分布 82
4.1 地鮮表 82
4.2 放射性衰变和岩石的绝对年龄 83
4.2.1 放射性同位素的衰变规律 83
4.2.2 铅法 85
4.2.3 钾-氩法 85
4.2.4 铷-锶法 86
4.2.5 碳十四法 87
4.3 地球的年龄 87
4.4 地面热流和地球内部的能源 89
4.4.1 长寿命的放射性元素 90
4.4.2 短寿命的放射性元素 91
4.4.3 地球形成时的引力能 91
4.4.4 地核的形成 91
4.4.5 地球的旋转能 91
4.5 热传导 92
4.5.1 一维问题 92
4.5.2 球层问题 96
4.6 地球内部的传热机制 97
4.6.1 热传导 97
4.6.2 热辐射 97
4.6.3 激子 97
4.6.4 物质迁移 97
4.7 地球内部的温度梯度 97
4.8 地球上层的温度分布 99
4.9 地球内部的温度分布 101
参考文献 102
第五章 地磁场 103
5.1 地球电磁学的物理基础 104
5.1.1 电磁场扩散方程和拉普拉斯方程 104
5.1.2 运动介质的电磁方程和动力学方程 110
5.1.3 矢量亥姆霍兹方程和贝塞尔函数 112
5.1.4 “环型”和“极型”电磁场 122
5.1.5 带电粒子在电磁场中的运动 125
5.1.6 电磁流体(等离子)介质中的波 152
5.2 地磁场的高斯理论 163
5.2.1 地磁场的数学表述 163
5.2.2 地磁场的高斯(球谐)分析 165
5.3 地球基本磁场及其长期变化 175
5.3.1 地球基本磁场 175
5.3.2 地球(基本)磁场的长期变化 188
5.4 地球的变化磁场 222
5.4.1 地磁指数、国际磁静日和磁扰日 222
5.4.2 太阳静日变化Sq 224
5.4.3 磁暴 238
5.5 地磁场的空间形态 247
5.5.1 近地面和核内磁场 247
5.5.2 高空磁场 249
5.5.3 磁层 250
5.6 磁层物理 252
5.6.1 磁层物理基础 252
5.6.2 磁层几何结构 278
5.6.3 磁层物理结构 291
5.6.4 磁层对流运动 303
5.6.5 磁层电流体系 319
参考文献 331
第六章 古地磁场及其成因 337
6.1 岩石磁性 337
6.1.1 岩石磁性的物理基础 337
6.1.2 岩石天然剩余磁化强度(NRM) 339
6.1.3 岩石磁性的稳定性 341
6.2 古地磁场 343
6.2.1 史前和史期地磁场的长期变化 343
6.2.2 轴向偶极子的假定和极移 350
6.2.3 地磁场的倒转和地磁年表 353
6.3 地磁场的成因 359
6.3.1 历史上有关地磁场成因的假说 360
6.3.2 电磁流体动力学完备方程组 361
6.3.3 地磁场起源的发电机理论 383
6.4 古代磁场的长期变化 441
6.4.1 过去3万年古地磁场 442
6.4.2 过去5Ma和10Ma的古地磁场 447
6.4.3 10Ma至400Ma前的古磁场 465
6.5 地球内部动力学 476
6.5.1 地磁场5—10a的变化与液核表面运动 476
6.5.2 古磁场与大陆板块动力学 487
参考文献 494
第七章 地电场和地球电磁感应 499
7.1 地球电场 499
7.1.1 地电场的各向异性 499
7.1.2 电磁脉动 501
7.1.3 电磁脉动与磁层物理过程 506
7.2 地球电磁感应 527
7.2.1 局部地磁短周期变化异常 528
7.2.2 电磁感应的理论基础 529
7.2.3 薄层导体和上地幔的屏蔽效应 556
7.3 地球内部的电导率 581
7.3.1 地壳和地幔的电导率 582
7.3.2 地幔电导机制 583
7.3.3 地核内部的电导率 584
参考文献 584
下册
第八章 天然地震及其预测 589
8.1 地震 地震学 地震科学 589
8.1.1 地震 589
8.1.2 地震学 589
8.1.3 地震科学 591
8.2 地震的宏观现象 591
8.2.1 微观地震学.宏观地震学 591
8.2.2 地震的影响：直接影响与间接影响 591
8.2.3 构造地震的直接影响 592
8.2.4 地震对建筑物的影响 593
8.2.5 地震的间接影响 595
8.2.6 地震灾害 597
8.3 地震的特点一猝不及防的突发性与巨大的破坏力 601
8.4 地震的一些特征 602
8.5 全球地震活动性 603
8.5.1 地震的空间分布 603
8.5.2 地震的时间分布 604
8.6 中国地震活动性 607
8.6.1 我国地震活动的特点 608
8.6.2 我国地震灾害的特点 611
8.7 地震成因概述 613
8.7.1 断层成因说 613
8.7.2 相变成因说 613
8.7.3 岩浆冲击成因说 614
8.8 地震的强度一烈度 615
8.9 地震的强度一震级 618
8.10 地方震级 620
8.11 体波震级 622
8.12 酿震级 623
8.13 我国使用的震级 624
8.14 震级的饱和 626
8.15 矩震级 627
8.16地震预测 630
8.16.1 地震预测概论 630
8.16.2 地震预测为什么这么难？ 632
8.16.3 地震的可预测性 633
8.16.4地震预测展望 635
参考文献 637
第九章 地震波的传播 640
9.1 弹性理论 641
9.1.1 应力分析 641
9.1.2 应变分析 646
9.1.3 广义虎克定律 653
9.1.4 地球介质的非完全弹性 662
9.1.5 波动方程及其基本解 668
9.1.6 地球介质的品质因子 672
9.2地震射线理论 674
9.2.1 费马原理 674
9.2.2 层状介质中的地震射线 685
9.2.3 地震射线在斜界面的折射和反射 689
9.2.4 球对称介质中的地震射线 692
9.2.5 地震内部的地震波速度分布 699
9.3 地震波的反射和折射 703
9.3.1 平面波在自由表面的反射 703
9.3.2 平面波在两种介质分界面上的反射和折射 709
9.4 地震面波 716
9.4.1 瑞利（Rayleigh)波 716
9.4.2 勒夫(Love)波 718
9.4.3 频散方程的相长干涉解释 721
9.4.4 面波的频散 722
参考文献 731
第十章 地球的振荡 732
10.1 地球振荡的理论 732
10.1.1 基本方程 732
10.1.2 边界条件 735
10.1.3 运动方程的解 737
10.1.4 环型振荡和球型振荡 741
10.1.5 地球的振荡和地震面波 745
10.2 地球自由振荡的观测 746
10.3 地球自转和扁率对地球振荡的影响 750
10.3.1 地球自转的效应 750
10.3.2 地球扁率的效应 754
10.4 地球自由振荡的应用 755
10.4.1 地球模式 755
10.4.2 地球的滞弹性 757
10.4.3 地震的震源机制 758
参考文献 759
第十一章 地震位错和震源物理 760
11.1 地震断层和震源区的应力状态 760
11.1.1 地震的直接成因——弹性回跳理论 760
11.1.2 断层面解 761
11.1.3 震源区的应力状态 767
11.2 地震位错 769
11.2.1 位错 769
11.2.2 弹性动力学位错理论 769
11.2.3 剪切位错点源辐射的地震波 776
11.3 破裂过程和震源参量 783
11.3.1 有限移动源 783
11.3.2 对称双侧破裂矩形断层模式 792
11.3.3 震源参量 794
11.4 震源物理 799
11.4.1 概述 799
11.4.2 震源物理实验研究 800
11.4.3 震源物理理论 807
参考文献 813
第十二章 地球内部构造 817
12.1 地球的表面形态和内部的主要分层 817
12.2 地壳、地幔和地核 819
12.2.1 研究地壳的地震方法 819
12.2.2 大陆和海洋下面的地壳 821
12.2.3 上地幔和低速层 824
12.2.4 地核 827
12.3 地球内部的物质组成 828
12.4 地球的密度 831
12.4.1 **的地球密度分布规律 831
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