（五）磁场

地球周围存在着磁场，称地磁场（geomagnetic  field）。地磁场近似于一个放置地心的磁棒所产生的磁偶极子磁场，它有两个磁极，S极位于地理北极附近，N极位于地理南极附近。两个磁极与地理两极位置相近，但并不重合，磁轴与地球自转轴的夹角约为15°。以地磁极和地磁轴为参考系定出的南北极、赤道及子午线被称为磁南极、磁北极、磁赤道及磁子午线。1980年实测的磁北极位置为北纬78.2°、西经102.9°（加拿大北部），磁南极位置为南纬65.5°、东经139.4°（南极洲）。长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。

地磁场的磁场强度是一个具有方向（即磁力线的方向）和大小的矢量，为了确定地球上某点的磁场强度，通常采用磁偏角、磁倾角和磁场强度三个地磁要素。

磁偏角是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角，变即磁子午线与地理子午线之间的夹角。如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏，偏向正北方向以西称西偏。我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西多为东偏。

磁倾角是磁场强度矢量与水平面的交角，通常以磁场强度矢量指向下为正值，指向上则为负值。磁倾角在磁赤道上为0°；由磁赤道到磁北极磁倾角由0°逐渐变为+90°；由磁赤道到磁南极磁倾角由0°逐渐变为-90°。

磁场强度大小是指磁场强度矢量的绝对值。地磁场的强度很弱，平均为50μT（T为特[斯拉]的符号）；在磁力线较密的地磁极附近强度最大，为6OμT左右；由磁极向磁赤道强度逐渐减弱；在磁赤道附近最小，

近代对地磁场的研究指出，地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。

基本磁场占地磁场的99％以上，是构成地磁场主体的稳定磁场。它决定了地磁场相似于偶极场的特征，其强度在近地表时较强，远离地表时则逐渐减弱。这些特征说明了基本磁场是起源于地球内部。对于基本磁场的起源，过去曾认为地球本身是一个大永久磁铁，使得它周围产生磁场。但现代物理证明，当物质的温度超过其居里温度点时，铁磁体本身便失去磁性。铁磁体的居里温度是500～700℃，而地球深部的温度远远超过此数值，所以地球内部不可能是一个庞大的磁性体。现今比较流行的地磁场起源假说是自激发电机假说。该假说认为地磁场主要起源于地球内部的外地核圈层。由于外地核可能为液态，并且主要由铁、镍组成，因此它可能为一个导电的流体层，这种流体层容易发生差异运动或对流。如果在地核空间原来存在着微样的磁场时，上述差异运动或对流就会感生出电流产生新的磁场，使原来的弱磁场增强；增强了的磁场使感生电流增强，并导致磁场进一步增强。如此不断进行，磁场增强到一定程度就稳定下来，于是便形成了现在的基本地磁场。

变化磁场是起源于地球外部并叠加在基本磁场上的各种短期变化磁场。它只占地磁场的很小部分（＜1％）。这种磁场主要是由太阳辐射、太阳带电粒子流、太阳的黑子活动等因素所引起的。因此，它常包含有日变化、年变化及太阳黑子活动引起的磁暴（即较剧烈的变化）等成分。

磁异常（magnetic  anomaly）是地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场它也叠加在基本磁场之上。一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正常值而求得。如所得值为正值称正磁异常，为负值称负磁异常。自然界有些矿物或岩石具有较强的磁性，如磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、镍矿、超基性岩等，它们常常能引起正异常。因此，利用磁异常可以进行找矿勘探和了解地下的地质情况。

（六）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。日、月的吸引力能使海水发生涨落即潮汐现象，用精密仪器对地表的观测发现，地表的固体表面在日、月引力下也有交替的涨落现象，其幅度为  7～15  cm，这种现象称为固体潮，这也说明固体地球具有弹性。同时，地球也表现出塑性。地球自转的惯性离心力能使地球赤道半径加大而成为椭球体，表明地球具有塑性；在野外常观察到一些岩石可发生强烈的弯曲却未破碎或断裂，这也表明固体地球具有塑性。地球的弹、塑性这两种性质并不矛盾，它们是在不同的条件下所表现出来的。如在作用速度快、持续时间短的力（如地震作用力）的条件下，地球常表现为弹性体；在作用力缓慢且持续时间长（如地球旋转离心力、构造运动作用力）或在地下深部较高的温、压条件下，则可表现出较强的塑性。

三、地球内部各圈层的物质组成及物理状态

推断地球内部各圈层物质组成的主要依据有下列几个方面：

（1）根据各圈层密度和地震波速度与地表岩石或矿物的有关性质对比进行推测。

（2）根据各圈层的压力、温度，通过高温高压模拟实验进行推测。

（3）根据来自地下深部的物质进行推断。火山喷发和构造运动有时能把地下深部（如上地幔）的物质带到地表，为我们认识深部物质提供了依据。

（4）与陨石研究的结果进行对比。

陨石是来自太阳系空间的天体碎片，就目前获得的大量陨石看，按成分可分三类：

石陨石（stone  meteorite）要由橄榄石、辉石等（铁、镁的硅酸盐）矿物组成，按成分大约相当于地表见到的超基性岩，金属状态的铁、镍成分很少，密度3～3.5g/cm3或更大。

铁陨石（iron  meteorite）主要由金属状态的铁、镍组成的天然合金，密度8～8.5g/cm3或更大；

铁石陨石  为上述两类陨石的过渡类型，其中铁、镁硅酸盐矿物与金属状态的铁、镍成分各占一部分。

现代天文学及天文地质学的研究表明：①这些陨石应来自于太阳系内部的天体或小行星，当它们进入地球引力场时被地球吸引，并有相当一部分被大气圈摩擦燃烧，其残骸成为陨石落入地表。而太阳系以外的物质穿过遥远的空间进入地球的可能性是极小的。②太阳系内部的物质成分及形成演化具有统一性，特别是人类登月获得月球表面岩石与地球表面的某些岩石类似的事实，使太阳系物质统一性的信念进一步确立。因此，可以运用陨石的特征推断地球内部的物质状态。
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