目錄
第一版序
增訂版前言
上冊
第一章 概論 1
1.1 什么是地球物理學(xué) 1
1.2 固體地球物理學(xué)的發(fā)展 1
1.3 地球物理學(xué)和其他學(xué)科的關(guān)系 3
第二章 地球的形狀和重力場 5
2.1 概論 5
2.2 勢論簡述 6
2.2.1 牛頓引力場和力勢 6
2.2.2 常用的積分關(guān)系和定理 11
2.2.3 球諧函數(shù) 16
2.2.4 諧力勢 25
2.3 地球的動場 26
2.3.1 一級近似 26
2.3.2 二級近似 29
2.3.3 椾球坐標(biāo)和索米揚那公式 32
2.3.4 重力公式的精確解 35
2.4 重力異常和大地水準(zhǔn)面的高度 39
2.4.1 布容斯(Bruns,H.)公式和球面幾近 39
2.4.2 地球以外一點的重力異常 41
2.4.3 斯托克斯公式 43
2.5 重力值的校正 44
2.5.1 自由空氣及布格校正 45
2.5.2 地殼均衡及均衡校正 46
2.6 固體潮 49
2.6.1 引潮力勢 49
2.6.2 勒夫數(shù)和志田數(shù) 50
參考文獻(xiàn) 52
第三章 地球的轉(zhuǎn)動 53
3.1 歲差和章 動 53
3.1.1 歐拉方程 53
3.1.2 歐拉角 56
3.1.3 麥柯拉夫(MacCullagh)公式 57
3.1.4 歲蓋和章 動 58
3.1.5 月球的影響 59
3.1.6 地球的動力學(xué)扁率 60
3.2 轉(zhuǎn)動軸的變化 60
3.2.1 歐拉章動 60
3.2.2 錢德勒晃動 62
3.2.3 周年變化 66
3.2.4 緯度變化 69
3.2.5 錢德勒晃動的衰減和激發(fā) 74
3.3 轉(zhuǎn)速的變化 78
3.3.1 地球的轉(zhuǎn)動和時間 78
3.3.2 地球轉(zhuǎn)速的變化 78
參考文獻(xiàn) 81
第四章 地球的年齡、能源和溫度分布 82
4.1 地鮮表 82
4.2 放射性衰變和巖石的絕對年齡 83
4.2.1 放射性同位素的衰變規(guī)律 83
4.2.2 鉛法 85
4.2.3 鉀-氬法 85
4.2.4 銣-鍶法 86
4.2.5 碳十四法 87
4.3 地球的年齡 87
4.4 地面熱流和地球內(nèi)部的能源 89
4.4.1 長壽命的放射性元素 90
4.4.2 短壽命的放射性元素 91
4.4.3 地球形成時的引力能 91
4.4.4 地核的形成 91
4.4.5 地球的旋轉(zhuǎn)能 91
4.5 熱傳導(dǎo) 92
4.5.1 一維問題 92
4.5.2 球?qū)訂栴} 96
4.6 地球內(nèi)部的傳熱機制 97
4.6.1 熱傳導(dǎo) 97
4.6.2 熱輻射 97
4.6.3 激子 97
4.6.4 物質(zhì)遷移 97
4.7 地球內(nèi)部的溫度梯度 97
4.8 地球上層的溫度分布 99
4.9 地球內(nèi)部的溫度分布 101
參考文獻(xiàn) 102
第五章 地磁場 103
5.1 地球電磁學(xué)的物理基礎(chǔ) 104
5.1.1 電磁場擴散方程和拉普拉斯方程 104
5.1.2 運動介質(zhì)的電磁方程和動力學(xué)方程 110
5.1.3 矢量亥姆霍茲方程和貝塞爾函數(shù) 112
5.1.4 “環(huán)型”和“極型”電磁場 122
5.1.5 帶電粒子在電磁場中的運動 125
5.1.6 電磁流體(等離子)介質(zhì)中的波 152
5.2 地磁場的高斯理論 163
5.2.1 地磁場的數(shù)學(xué)表述 163
5.2.2 地磁場的高斯(球諧)分析 165
5.3 地球基本磁場及其長期變化 175
5.3.1 地球基本磁場 175
5.3.2 地球(基本)磁場的長期變化 188
5.4 地球的變化磁場 222
5.4.1 地磁指數(shù)、國際磁靜日和磁擾日 222
5.4.2 太陽靜日變化Sq 224
5.4.3 磁暴 238
5.5 地磁場的空間形態(tài) 247
5.5.1 近地面和核內(nèi)磁場 247
5.5.2 高空磁場 249
5.5.3 磁層 250
5.6 磁層物理 252
5.6.1 磁層物理基礎(chǔ) 252
5.6.2 磁層幾何結(jié)構(gòu) 278
5.6.3 磁層物理結(jié)構(gòu) 291
5.6.4 磁層對流運動 303
5.6.5 磁層電流體系 319
參考文獻(xiàn) 331
第六章 古地磁場及其成因 337
6.1 巖石磁性 337
6.1.1 巖石磁性的物理基礎(chǔ) 337
6.1.2 巖石天然剩余磁化強度(NRM) 339
6.1.3 巖石磁性的穩(wěn)定性 341
6.2 古地磁場 343
6.2.1 史前和史期地磁場的長期變化 343
6.2.2 軸向偶極子的假定和極移 350
6.2.3 地磁場的倒轉(zhuǎn)和地磁年表 353
6.3 地磁場的成因 359
6.3.1 歷史上有關(guān)地磁場成因的假說 360
6.3.2 電磁流體動力學(xué)完備方程組 361
6.3.3 地磁場起源的發(fā)電機理論 383
6.4 古代磁場的長期變化 441
6.4.1 過去3萬年古地磁場 442
6.4.2 過去5Ma和10Ma的古地磁場 447
6.4.3 10Ma至400Ma前的古磁場 465
6.5 地球內(nèi)部動力學(xué) 476
6.5.1 地磁場5—10a的變化與液核表面運動 476
6.5.2 古磁場與大陸板塊動力學(xué) 487
參考文獻(xiàn) 494
第七章 地電場和地球電磁感應(yīng) 499
7.1 地球電場 499
7.1.1 地電場的各向異性 499
7.1.2 電磁脈動 501
7.1.3 電磁脈動與磁層物理過程 506
7.2 地球電磁感應(yīng) 527
7.2.1 局部地磁短周期變化異常 528
7.2.2 電磁感應(yīng)的理論基礎(chǔ) 529
7.2.3 薄層導(dǎo)體和上地幔的屏蔽效應(yīng) 556
7.3 地球內(nèi)部的電導(dǎo)率 581
7.3.1 地殼和地幔的電導(dǎo)率 582
7.3.2 地幔電導(dǎo)機制 583
7.3.3 地核內(nèi)部的電導(dǎo)率 584
參考文獻(xiàn) 584
下冊
第八章 天然地震及其預(yù)測 589
8.1 地震·地震學(xué)·地震科學(xué) 589
8.1.1 地震 589
8.1.2 地震學(xué) 589
8.1.3 地震科學(xué) 591
8.2 地震的宏觀現(xiàn)象 591
8.2.1 微觀地震學(xué).宏觀地震學(xué) 591
8.2.2 地震的影響：直接影響與間接影響 591
8.2.3 構(gòu)造地震的直接影響 592
8.2.4 地震對建筑物的影響 593
8.2.5 地震的間接影響 595
8.2.6 地震災(zāi)害 597
8.3 地震的特點一猝不及防的突發(fā)性與巨大的破壞力 601
8.4 地震的一些特征 602
8.5 全球地震活動性 603
8.5.1 地震的空間分布 603
8.5.2 地震的時間分布 604
8.6 中國地震活動性 607
8.6.1 我國地震活動的特點 608
8.6.2 我國地震災(zāi)害的特點 611
8.7 地震成因概述 613
8.7.1 斷層成因說 613
8.7.2 相變成因說 613
8.7.3 巖漿沖擊成因說 614
8.8 地震的強度一烈度 615
8.9 地震的強度一震級 618
8.10 地方震級 620
8.11 體波震級 622
8.12 釀?wù)鸺?623
8.13 我國使用的震級 624
8.14 震級的飽和 626
8.15 矩震級 627
8.16地震預(yù)測 630
8.16.1 地震預(yù)測概論 630
8.16.2 地震預(yù)測為什么這么難？ 632
8.16.3 地震的可預(yù)測性 633
8.16.4地震預(yù)測展望 635
參考文獻(xiàn) 637
第九章 地震波的傳播 640
9.1 彈性理論 641
9.1.1 應(yīng)力分析 641
9.1.2 應(yīng)變分析 646
9.1.3 廣義虎克定律 653
9.1.4 地球介質(zhì)的非完全彈性 662
9.1.5 波動方程及其基本解 668
9.1.6 地球介質(zhì)的品質(zhì)因子 672
9.2地震射線理論 674
9.2.1 費馬原理 674
9.2.2 層狀介質(zhì)中的地震射線 685
9.2.3 地震射線在斜界面的折射和反射 689
9.2.4 球?qū)ΨQ介質(zhì)中的地震射線 692
9.2.5 地震內(nèi)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 平面波在兩種介質(zhì)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 頻散方程的相長干涉解釋 721
9.4.4 面波的頻散 722
參考文獻(xiàn) 731
第十章 地球的振蕩 732
10.1 地球振蕩的理論 732
10.1.1 基本方程 732
10.1.2 邊界條件 735
10.1.3 運動方程的解 737
10.1.4 環(huán)型振蕩和球型振蕩 741
10.1.5 地球的振蕩和地震面波 745
10.2 地球自由振蕩的觀測 746
10.3 地球自轉(zhuǎn)和扁率對地球振蕩的影響 750
10.3.1 地球自轉(zhuǎn)的效應(yīng) 750
10.3.2 地球扁率的效應(yīng) 754
10.4 地球自由振蕩的應(yīng)用 755
10.4.1 地球模式 755
10.4.2 地球的滯彈性 757
10.4.3 地震的震源機制 758
參考文獻(xiàn) 759
第十一章 地震位錯和震源物理 760
11.1 地震斷層和震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài) 760
11.1.1 地震的直接成因——彈性回跳理論 760
11.1.2 斷層面解 761
11.1.3 震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài) 767
11.2 地震位錯 769
11.2.1 位錯 769
11.2.2 彈性動力學(xué)位錯理論 769
11.2.3 剪切位錯點源輻射的地震波 776
11.3 破裂過程和震源參量 783
11.3.1 有限移動源 783
11.3.2 對稱雙側(cè)破裂矩形斷層模式 792
11.3.3 震源參量 794
11.4 震源物理 799
11.4.1 概述 799
11.4.2 震源物理實驗研究 800
11.4.3 震源物理理論 807
參考文獻(xiàn) 813
第十二章 地球內(nèi)部構(gòu)造 817
12.1 地球的表面形態(tài)和內(nèi)部的主要分層 817
12.2 地殼、地幔和地核 819
12.2.1 研究地殼的地震方法 819
12.2.2 大陸和海洋下面的地殼 821
12.2.3 上地幔和低速層 824
12.2.4 地核 827
12.3 地球內(nèi)部的物質(zhì)組成 828
12.4 地球的密度 831
12.4.1 經(jīng)典的地球密度分布規(guī)律 831
12.4.2 布倫的方法 836
12.4.3 地球的自由振蕩 839
12.5 狀態(tài)方程 841
12.5.1 伯奇-莫爾那罕狀態(tài)方程 841
12.5.2 球?qū)拥木鶆蛐?842
12.5.3 速度與密度的關(guān)系 844
12.6 地球的滯彈性 846
12.6.1 地球介質(zhì)的品質(zhì)因子0 846
12.6.2 瑞利面波的0值 849
12.6.3 幾種線性體的0值 850
12.6.4 能量消耗的機制 852
12.6.5 0值的測定 853
參考文獻(xiàn) 854
附表公元前2222年至公元2019年全球著名的一些破壞性地震 855
彩插