Geomagnetism and Palaeomagnetism (NATO Science Series C pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Lowes, F. J.; Collinson, D. W.; Parry, J. H.

出品人:

页数:380

译者:

出版时间:1989-01

价格:USD 289.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792300847

丛书系列:

图书标签:

• Geomagnetism
• Palaeomagnetism
• Earth Sciences
• Geophysics
• Magnetism
• Planetary Science
• Geology
• NATO Science Series
• Earth's Magnetic Field
• Paleomagnetism

大地磁场与古地磁学：地球深部奥秘与历史回溯的钥匙 大地磁场，一股无形的力量，如同地球的心跳，守护着我们的星球。它不仅是导航的罗盘，更是地质历史的忠实记录者。而古地磁学，这门学科，则致力于解读这份记录，揭示地球深部的动态过程，回溯亿万年的地质变迁。本书将带您深入探索这两个既独立又紧密相连的领域，揭示它们在理解地球形成、演化以及生命起源等重大科学问题中的关键作用。 第一部分：大地磁场——动态的星球守护者 大地磁场并非静止不动，它时刻在变化，其强度、方向乃至极性都在缓慢演变。这种动态变化正是地球内部活动的直接体现。 磁场的起源：发电机理论的奥秘 我们之所以能感知到大地磁场，其根源在于地球内部的核心。在本书的第一部分，我们将深入探讨目前最为广泛接受的“发电机理论”。这一理论认为，地球外核的液态铁镍合金在外核对流和地球自转科里奥利力的作用下，产生导电电流，进而生成了我们观测到的宏观磁场。我们将详细解析发电机理论的数学模型，探讨影响磁场产生和维持的关键因素，如外核的导电率、对流模式、以及地球自转速度等。此外，我们还将讨论其他一些与发电机理论相关的理论模型，并对比它们的优缺点，以及它们在解释地球磁场观测现象方面的局限性。 地磁场的结构与观测 大地磁场可以被分解为偶极场和非偶极场两部分。偶极场占据了主导地位，其形态类似于一个巨大的条形磁铁，南北极大致与地理两极重合。然而，非偶极场，虽然占比较小，却承载着更丰富的信息，它反映了地幔深部乃至更深处的不均匀性以及磁场缓慢漂移和衰减的现象。本书将详细介绍地磁场的观测方法，包括地面观测、航空和航海磁力测量，以及卫星遥感技术。我们将分析这些观测数据如何被用来绘制全球地磁场图，并揭示地磁场在空间和时间上的变化特征，例如地磁场强度在不同地区的差异，以及地磁场北极的缓慢漂移现象。 地磁场的演变：周期性与突变 地磁场并非恒定不变，它经历了漫长而复杂的地质演化过程。本书将深入探讨地磁场的演变规律，重点关注以下几个方面： 地磁倾角和偏角的变化： 我们将详细解析地磁倾角（地磁场强度与水平面的夹角）和地磁偏角（地磁场方向与地理子午线的夹角）随时间和空间的变化规律。这些参数的变化不仅反映了地磁场的整体结构演变，还为古地磁学的研究提供了重要的基础。 地磁场的长期漂移： 地磁场的偶极子模型并非完美，非偶极分量随时间的漂移导致了地磁场实际方向和强度与纯偶极模型的偏差。我们将分析这种漂移的现象，探讨其可能的地质成因，并讨论其对地磁场模型精度的影响。 地磁场的衰减与恢复： 观测数据显示，当前地磁场的整体强度正在以较快的速度衰减，这引发了人们对其未来演变的担忧。我们将深入探讨地磁场衰减的可能原因，以及历史上的地磁场强度变化记录，分析其衰减和恢复的周期性特征，并探讨这些变化是否可能与地核深处的动力学过程有关。 地磁场的反极性事件 地球历史上最令人着迷的现象之一莫过于地磁场的反极性事件。在数百万年的地质时间尺度上，地球磁场的南北极会发生多次彻底的翻转。本书将详细阐述地磁场反极性事件的观测证据，这些证据主要来自于对地磁倾角和偏角在古老岩石中的记录。我们将深入分析反极性事件的频率、持续时间以及反极性过程中磁场衰减和恢复的模式。更重要的是，我们将探讨引发这些反极性事件的地核动力学机制。我们将介绍几种主流的理论模型，包括地核对流不稳定、地幔热柱与地核的相互作用等，并分析这些模型如何解释观测到的反极性现象。此外，我们还将讨论反极性事件对地球生命和大气层的影响，例如大气臭氧层的损耗以及宇宙射线的增加等，为我们理解地球的保护机制提供新的视角。 第二部分：古地磁学——回溯地球历史的时光机 古地磁学是研究过去地磁场的学科，它通过分析古老岩石中记录的地磁信息，为我们打开了一扇回溯地球历史的窗口。 岩石中的地磁记录：矫顽力与剩磁 古老岩石，特别是火成岩和沉积岩，如同天然的磁性档案库，它们在地质形成过程中，会将当时的地磁场信息“冻结”在其磁性矿物中。本书将详细讲解岩石中地磁记录的形成机制，重点介绍“矫顽力”和“剩磁”这两个关键概念。我们将阐述不同类型的磁性矿物（如磁铁矿、赤铁矿等）在岩石冷却或沉积过程中的磁化过程，以及它们如何记录下当时的地球磁场方向和强度。我们将介绍不同的剩磁类型，如热剩磁（TRM）、沉积剩磁（DRM）和化学剩磁（CRM），并分析它们在古地磁研究中的应用和局限性。 古地磁学的分析技术与方法 要从岩石中提取有价值的地磁信息，需要一系列精密的分析技术。本书将详细介绍古地磁学研究中常用的实验室分析方法： 退磁技术： 为了区分岩石中不同时代形成的剩磁，我们需要对岩石样品进行热退磁和交流退磁处理。我们将详细讲解这两种退磁方法的原理、操作流程以及如何通过退磁曲线来识别和分离不同成分的剩磁。 磁化率测量： 磁化率是岩石对外部磁场的响应能力，它能够提供关于岩石磁性矿物成分和含量的信息。我们将介绍磁化率仪器的类型和测量原理，以及磁化率数据在岩石岩性识别和地磁记录研究中的应用。 古地磁方向和强度测量： 通过对退磁后的样品进行精确的磁化方向和强度测量，我们可以重构出地质时代的地磁场信息。我们将介绍地磁罗盘、磁力仪等测量仪器的使用方法，以及如何处理和解释测量数据，从而获得可靠的古地磁信息。 利用古地磁学重建板块构造与大陆漂移 古地磁学最重要的应用之一就是重建板块构造和大陆漂移的历史。不同地质时代，同一块大陆上的岩石会记录下不同的地磁场方向。通过对比不同大陆上古地磁记录的差异，古地磁学家能够推断出它们在过去的位置和运动轨迹。本书将通过大量的实例，展示古地磁学如何帮助科学家们： 确定大陆的相对位置： 通过分析不同大陆上古地磁极移路径（apparent polar wander path, APWP）的差异，我们可以推断出它们在过去是如何组合在一起的，为大陆漂移理论提供了强有力的证据。 重建古纬度： 地磁倾角与古纬度密切相关。通过分析古地磁倾角，我们可以估算出岩石形成时期的古纬度，从而了解大陆在地球上的迁移历程。 揭示地幔柱活动与板块运动的关联： 一些地幔柱的喷发可能与板块的运动和裂解有关。古地磁学研究可以帮助我们追踪地幔柱的移动历史，并分析其与板块构造事件之间的联系。 古地磁学在年代学与地质事件研究中的应用 古地磁学不仅是重建地质历史的工具，还在年代学和地质事件研究中发挥着关键作用。 地磁地层学： 地球地质历史上发生过多次地磁极性倒转，这些倒转事件在岩石记录中留下了清晰的信号。通过将地层中的地磁极性序列与已知的全球地磁极性时间表进行比对，可以为地层划分和地质年代测定提供精确的依据。本书将深入介绍地磁地层学的原理和方法，并展示其在寒武纪、侏罗纪等重要地质时期的应用案例。 地球事件的定年： 某些重大的地质事件，如火山喷发、陨石撞击等，会伴随有地磁场的异常记录。通过分析这些异常记录，古地磁学可以帮助科学家们精确地测定这些事件的发生时间，并研究其对地球环境和生命演化的影响。 研究古地磁场强度变化与环境演变： 地磁场强度的变化并非孤立存在，它可能与地球气候、大气成分以及生物演化等因素相互影响。本书将探讨如何利用古地磁强度记录来研究这些相互作用，例如地磁场减弱时期是否与生物灭绝事件有关，或者地磁场增强是否对大气层的形成和演化起到了保护作用。 结论：连接地球深层与表层，理解我们的星球 大地磁场与古地磁学，这两个学科共同构成了我们理解地球这部宏伟史书的重要工具。从地球核心深处的发电机机制，到亿万年前岩石中记录的磁场信息，本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角。通过学习这些知识，我们将能更深刻地理解地球的内部动力学，回溯地球的漫长演化历史，并认识到大地磁场在我们星球生存中所扮演的不可或缺的角色。本书希望激发读者对地球科学的浓厚兴趣，鼓励大家继续探索我们星球的奥秘。

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