地球物理学

地球物理学（/ˌdʒiːoʊˈfɪzɪks/）是一门自然科学，研究地球及其周围空间环境的物理过程和物理特性，并采用定量方法对其进行分析。 地球物理学一词有时仅指固体地球应用：地球的形状； 它的引力场和磁场； 其内部结构和组成； 它的动力学及其在板块构造、岩浆生成、火山活动和岩石形成中的表面表现。 然而，现代地球物理学组织和纯粹的科学家使用更广泛的定义，包括包括冰雪在内的水循环； 海洋和大气的流体动力学； 电离层和磁层中的电学和磁学以及日地物理学； 以及与月球和其他行星相关的类似问题。

虽然地球物理学在 19 世纪才被承认为一门独立的学科，但它的起源可以追溯到古代。 xxx个磁罗盘是用磁石制成的，而更现代的磁罗盘在航海史上发挥了重要作用。 xxx台地震仪建于公元 132 年。 艾萨克·牛顿将他的力学理论应用于潮汐和春分岁差； 开发仪器来测量地球的形状、密度和重力场，以及水循环的组成部分。 20世纪，地球物理学方法发展起来，用于对固体地球和海洋进行远程探测，地球物理学在板块构造理论的发展中发挥了重要作用。

地球物理学应用于社会需求，例如矿产资源、减轻自然灾害和环境保护。 在勘探地球物理学中，地球物理测量数据用于分析潜在的油气藏和矿藏、定位地下水、寻找考古遗迹、确定冰川和土壤的厚度以及评估环境修复地点。

地球物理学是一门高度交叉的学科，地球物理学家对地球科学的各个领域都有贡献，一些地球物理学家从事行星科学的研究。 为了更清楚地了解什么是地球物理学，本节描述了物理学中研究的现象以及它们与地球及其周围环境的关系。在地球物理学中，物理学原理用于研究地球内部。 根据所研究的问题，必须决定应采用哪种方法。 例如 对于地下水调查，电法很有帮助。 对于矿床，可以采用重力和/或磁力测量。 对于石油和 天然气，必须进行重力，磁力测量才能大致了解岩层的结构。 如果所需的结构已经存在，为了对岩层进行详细研究，就必须进行地震和/或大地磁测量。

月亮和太阳的引力在每个太阴日或每 24 小时 50 分钟会产生两次高潮和两次低潮。 因此，每次涨潮和退潮之间有12小时25分钟的间隔。

重力使岩石向下压在更深的岩石上，随着深度的增加它们的密度增加。 地球表面及其上方的重力加速度和重力势能测量可用于寻找矿藏（参见重力异常和重力测量）。 地表引力场提供了有关构造板块动力学的信息。 称为大地水准面的位势面是地球形状的一种定义。 如果海洋处于平衡状态并且可以延伸穿过大陆（例如非常狭窄的运河），则大地水准面将是全球平均海平面。

地球正在冷却，由此产生的热流通过地幔对流通过地球发电机和板块构造产生地球磁场。 热的主要来源是原始热和放射性，尽管相变也有贡献。 热量主要通过热对流传递到地表，尽管有两个热边界层——核-地幔边界和岩石圈——热量在其中通过传导传递。

一些热量被地幔柱从地幔底部带上来。 地球表面的热流约为4.2×1013 W，是地热能源的潜在来源。

地震波是穿过地球内部或沿地球表面传播的振动。 整个地球也可以以称为正常模式或地球自由振荡的形式振荡。 使用地震仪测量来自波浪或正常模式的地面运动。 如果波来自地震或爆炸等局部源，则可以使用多个位置的测量来定位源。