地球動(dòng)力學(xué)（固體地球物理學(xué)的分支學(xué)科）

地球動(dòng)力學(xué)（固體地球物理學(xué)的分支學(xué)科）

地球動(dòng)力學(xué) （固體地球物理學(xué)的分支學(xué)科） 次瀏覽 | 2022.08.02 16:42:40 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 地球動(dòng)力學(xué)固體地球物理學(xué)的分支學(xué)科

地球動(dòng)力學(xué)，固體地球物理學(xué)的分支學(xué)科，研究地球大尺度運(yùn)動(dòng)或整體性運(yùn)動(dòng)的各種力學(xué)過程、力源和介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)。地球動(dòng)力學(xué)的任務(wù)就是分析這些現(xiàn)象，并透過這些現(xiàn)象尋求其力學(xué)機(jī)理，掌握這些現(xiàn)象出現(xiàn)和變化的規(guī)律，預(yù)期它們今后的發(fā)展趨勢(shì)。地球動(dòng)力學(xué)的最終目標(biāo)就是了解地球整體及其所在系統(tǒng)（太陽(yáng)系）的過去、現(xiàn)在和未來的行為，并利用這些認(rèn)識(shí)為人類生存提供可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)與環(huán)境基礎(chǔ)。地球動(dòng)力學(xué)在闡明地球結(jié)構(gòu)的形成和演化上將起更大的作用。

中文名

地球動(dòng)力學(xué)

簡(jiǎn)史

《地球動(dòng)力學(xué)的若干問題》的發(fā)表

最終目標(biāo)

了解地球整體及其所在系統(tǒng)

發(fā)展

70年代以后，有較快的發(fā)展

簡(jiǎn)史

1911年，洛夫(A.E.H.Love)發(fā)表了他的著作《地球動(dòng)力學(xué)的若干問題》，最早使用了地球動(dòng)力學(xué)這個(gè)詞。不過在19世紀(jì)下半葉，開爾文(Kelvin)就已研究過地球的整體剛度，認(rèn)為與鋼的剛度相近。達(dá)爾文(G.H.Darwin)等還研究了粘性球體在引潮力作用下的形變。美國(guó)地球物理學(xué)家B.古登堡分析了地球內(nèi)部的作用力，推斷了地球內(nèi)部介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)。

20世紀(jì)60年代以來，板塊大地構(gòu)造學(xué)說的提出使地球動(dòng)力學(xué)增添了許多新的內(nèi)容。有的學(xué)者從大地構(gòu)造學(xué)的角度出發(fā)研究了地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其力學(xué)機(jī)制。有的學(xué)者則從板塊大地構(gòu)造出發(fā)，側(cè)重研究地幔對(duì)流、海底擴(kuò)張和大陸漂移。另外一些學(xué)者則致力于研究極移、固體潮和地球自由振蕩等整體性力學(xué)現(xiàn)象。甚至還有人把理論地震學(xué)等同于地球動(dòng)力學(xué)。70年代，各國(guó)學(xué)者組織了地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃，其主要內(nèi)容是驗(yàn)證板塊大地構(gòu)造學(xué)說。

內(nèi)容

地球固體部分內(nèi)發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象多種多樣，形式復(fù)雜，內(nèi)容豐富。地球動(dòng)力學(xué)的任務(wù)就是分析這些現(xiàn)象，并透過這些現(xiàn)象尋求其力學(xué)機(jī)理，掌握這些現(xiàn)象出現(xiàn)和變化的規(guī)律，預(yù)期它們今后的發(fā)展趨勢(shì)。為此，必須了解推動(dòng)和支持這些現(xiàn)象的力源和地球介質(zhì)的力學(xué)特性。地球自身的引力當(dāng)然是推動(dòng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期作用力，日、月引潮力，地球轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)引起的慣性力也必須考慮。它們之中有的雖然極小，但可以起到觸發(fā)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用。

地球內(nèi)部物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的力以及它們的粘滯性亦屬必須考慮之列。地球模型是地球動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)之一。在當(dāng)代的地球動(dòng)力學(xué)研究中，人們通常將地球看成是由地殼、地幔和地核3部分組成（見地球內(nèi)部的構(gòu)造和物理性質(zhì)）。這3部分的相對(duì)大小、密度和它們的彈性系數(shù)、粘滯系數(shù)等力學(xué)參量尚無定值，各學(xué)者的采用值尚有差別，從而派生出許多模型，1066A、PREM就是當(dāng)前常用的兩個(gè)模型。

地球動(dòng)力學(xué)的最終目標(biāo)就是了解地球整體及其所在系統(tǒng)（太陽(yáng)系）的過去、現(xiàn)在和未來的行為，并利用這些認(rèn)識(shí)為人類生存提供可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)與環(huán)境基礎(chǔ)。

方法

由于地球動(dòng)力學(xué)處理的問題，多數(shù)屬于已經(jīng)知道了某些力學(xué)后果，而要尋求它們的力學(xué)機(jī)理、力學(xué)參數(shù)，以至調(diào)整或重建地球模型。它們是力學(xué)中的反演問題，因而解答不是唯一的。人們只能根據(jù)足夠多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來限制解的變化范圍，使之逐次縮小。

發(fā)展

70年代以后，地球動(dòng)力學(xué)理論有較快的發(fā)展。例如史密斯(M.L.Smith)-瓦爾(J.Wahr)理論，以一定的地球模型為基礎(chǔ)，用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法，以整個(gè)地球?yàn)閷?duì)象，統(tǒng)一研究了地球章動(dòng)、固體潮及地球內(nèi)波。這一理論的系統(tǒng)性較好，結(jié)果也符合實(shí)際。隨著實(shí)測(cè)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)學(xué)、力學(xué)理論的不斷前進(jìn)，反演問題的精度將日益提高。地球動(dòng)力學(xué)在闡明地球結(jié)構(gòu)的形成和演化上將起更大的作用。

近年來，中國(guó)科學(xué)院非常重視重力場(chǎng)與地球動(dòng)力學(xué)問題研究項(xiàng)目，也采取了一系列有效措施來推動(dòng)我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展。主要從事地球動(dòng)力學(xué)研究的院動(dòng)力大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在1999年就被列入中國(guó)科學(xué)院首批知識(shí)創(chuàng)新工程試點(diǎn)序列。陳宜瑜和白春禮等院領(lǐng)導(dǎo)多次到測(cè)地所視察和指導(dǎo)工作，并對(duì)開展動(dòng)力大地測(cè)量學(xué)的研究作了重要指示。[1]

院資源環(huán)境科學(xué)與技術(shù)局專門設(shè)立“國(guó)際地球動(dòng)力學(xué)合作觀測(cè)與研究”重點(diǎn)和知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向性項(xiàng)目“地球深內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)研究”。在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持下，重力場(chǎng)與地球動(dòng)力學(xué)研究已經(jīng)取得了一些較重要的進(jìn)展。

參考資料