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根据Wahr 1981年提出的理论,导出了计算旋转弹性地球模型的重力固体潮、地倾斜固体潮和地面应变固体潮的公式,并在此基础上编写出相应的计算程序.为了显示旋转和扁度对地球模型的重力固体潮、地倾斜固体潮和地面应变固体潮的影响,计算了东经120°不同纬度处的旋转弹性椭球地球模型(1066A模型)和G-B地球模型的重力固体潮、地倾斜固体潮和地面应变固体潮.计算结果表明,旋转和扁度对重力固体潮、地倾斜固体潮和地面应变固体潮的最大幅度分别为1.4×10-8 m/s2、0.2ms和0.5×10-9. 相似文献
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本文提出一个新算法,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化.具体地说,我们首先把实际三维不均匀地球分解成球对称地球模型和对应的横向不均匀增量,分别进行计算,二者对应的计算结果分别称为球对称解和三维响应.由于球对称解可直接利用球对称地球模型位错理论计算得到,本文的目标是计算三维响应即地球的横向不均匀结构对同震重力变化的影响.然后,我们把三维响应再分为震源的响应和地球横向不均匀结构的响应,它们可分别借助对震源函数的扰动以及对平衡方程式的变分求解.本文推导出六个特殊点源位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化计算公式(一个垂直走滑位错,两个相互垂直的倾滑位错,三个开裂位错),对这些公式进行适当组合就可以计算任意位置任意类型位错产生的同震重力变化,对应的计算公式同步给出.接着,依据36阶P波速度模型,我们利用岩石试验经验关系式推导出三维S波速度模型,密度模型,位场模型以及重力模型.最后,利用上述三维模型,本文计算出三种典型类型的点源位错产生的同震重力变化,结果显示三维响应与位错类型,震源深度都有关系,其最大响应占球对称解的0.5%左右,且在所有影响因素中S波速度模型影响最大.数值结果同时表明,三维响应中震源的响应与地球横向不均匀构造的响应处于同一量级.本文给出的地表和空间固定点同震重力变化计算公式可分别高精度解析地表重力和卫星重力观测数据(GRACE、GOCE等),提高大地测量数据理论解析水平. 相似文献
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本文通过资料分析和模型计算,得到地球自转速率长期减慢趋势和周期波动规律的形成原因.潮汐摩擦是地球自转减慢的主要因素,重力分异和圈层角动量交换是地球自转周期变化的主要因素,重力分异造成的地球各圈层差异旋转是地壳自转变化先慢后快的特殊因素.重力分异将一个均匀的自转地球变为分层的差异旋转地球,在质量向地心集中的同时,自转动能也向地核集中,使地壳和地幔自转变慢,使地核自转变快.圈层角动量交换将地球自转动能变为热能,积累在核幔边界,使地壳和地幔自转变快,地核自转变慢.核幔边界积累的热能周期性使外核热膨胀,为热幔柱和火山活动提供了能源和动力,火山活动高峰对应地球自转加快是证据.计算模型表明,地球自转速度变化的规律和历史记录证明重力分异和圈层差异旋转是地壳运动的主要动力,受地球自转速度变化的约束,地球体积不会有较大的胀缩,国内外测量结果证实了这一结论. 相似文献
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谱元法作为一种基于变分原理的数值方法,已经成为地球动力学数值模拟的重要手段.本文旨在对Martinec(2000)正演模拟表面负荷问题的谱-有限元方法进行改进.简单地介绍了谱元法计算负荷边值问题的相关理论,并推导了中性分层液体中的平衡方程以及其对应的弱形式解.在地球半径方向上,采取高阶样条函数作为负荷解的基函数,并利用高斯-勒让德方法进行数值积分.均质地球模型数值试验表明,相较于Martinec的方法,本文方法可以有效地加快数值解的收敛速度.最后,利用PREM模型计算了SNREI地球的负荷勒夫数.数值计算结果表明本文方法的收敛性和稳定性都非常好.本文方法获得的负荷勒夫数与采用传统龙格-库塔积分方法获得的结果相对误差在0.01%的量级. 相似文献
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为了提高测高重力恢复计算的精度,本文利用新方法计算沿轨测高垂线偏差分量,并在对逆Vening Meinesz公式的FFT算法进行分析的基础上导出了内区效应的计算公式.结果证明内区效应与逆Vening Meinesz公式奇异区内垂线偏差分量的梯度及奇异区面积的大小有关,与重力异常计算点及其附近的奇异区内的垂线偏差无直接关系.最后利用ERS_1卫星测高数据,根据本文提出的方法计算垂线偏差分量,采用本文导出的内区效应公式计算了北大西洋6°×6°区域内区效应对测高重力结果的影响. 相似文献
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基于卫星轨道运动的能量积分方程,可导出利用卫星跟踪卫星数据求解地球重力场的实用公式.本文在Jekeli给出的公式基础上导出了基于能量守恒方程利用两颗低-低卫星跟踪的扰动位差求解重力位系数的严密关系式.基于两颗GRACE卫星的观测数据,采用本文导出的严密能量积分方法求解得到120阶的GRACE地球重力场模型,命名为WHU-GM-05;将WHU-GM-05模型与国际上同类重力场模型EIGEN-GRACE系列和GGM02S分别在阶方差和大地水准面高等方面作了比较,并与美国和中国的部分地区GPS水准观测值进行了精度分析.结果表明基于本文推导的严密双星能量守恒方程得到的WHU-GM-05重力场模型精度与国际上同类重力场模型的精度相当. 相似文献
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一、引言X-CT 已经在医疗诊断上取得了巨大成功。随之,这项技术逐渐渗透到地球物理反演问题中。1979年,K.A.Dines 和 R.J.Lytle 首先对地球物理 CT 作了大量数值实验并把井间CT 方法应用于诸如地球物理勘探,隧道定位,煤田开采等实际工作。井间 CT 不同于医学CT,它是由在井间两侧或加上地面三侧发射接收信息,成井间的图象。因此井间 CT 是不完全数据的 CT 扫描。本文用变换的方法,把井间直线模型和圆外 CT 联系起来,从而导出了一个唯一性定理。从定理的证明过程出发有可能构造相应的计算方法。 相似文献
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The history of atmosphere accretion has a large significance in the evolution of the Earth and other planets. Here we present a quantitative analysis of the Earth's response to large impacts (in the 1032–1038 erg energy range), and the resulting atmosphere loss owing to the global radial surface motion. Our results show that it is possible to deplete the Earth's atmosphere via this mechanism in very large (lunar-sized, 1038 erg) impacts. 相似文献
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准确估计低频自由振荡及谱线分裂是约束地球内部结构和改进地球模型的重要手段.本文利用四个不同台站的超导重力观测数据系统研究了日本Mw9.0大地震激发的低于1.5 mHz自由振荡及谱线分裂.研究结果表明:(1)选取适当的数据长度,超导重力观测数据可以检测出低于1.5 mHz除1S1以外的所有自由振荡;(2)除0S2、0S3、0S0、2S1、3S1、1S2和0T2外,重点探测出3S2、0S4和1S4谱线分裂的所有谱峰;(3)与PREM模型理论频率相比,0S0观测频率平均向右偏移0.354×10-3mHz,说明PREM理论模型中地幔底部参数与真实地球可能存在微小偏差;(4)3S2的谱线分裂率r为1.485267,比PREM理论谱线分裂宽度约宽50%,表明PREM中地球内核中部介质参数可能存在一定误差,需要进一步改善.另外,quasi-0T2的r为1.254206,比PREM理论谱线分裂宽度约宽25%. 相似文献
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Based on the digital observational data from pendulum tilt-meters and water tube tilt-meters, the spheroidal free oscillations of the Earth, excited by the M_S8.0 Wenchuan earthquake of May 12, 2008, were obtained using the method of power spectral density estimation without any calculation to erase solid tides. The result matches well with the PREM results. Compared to the theoretical free oscillation from the PREM model, all relative errors are concentrated on 0.1% except for _0S_7, whose relative error is greater than 0.3%. This research provides a new method to determine the spheroidal modes of Earth's free oscillations from observations of the pendulum tilt-meter and water tube tilt-meter, which may be useful in the future study of the Earth's free oscillations. 相似文献
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本文详细介绍了地球内部应变和应力固体潮的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的Love数,并计算了地球内部的应力和应变的6个独立分量在不同深度和纬度处的时间变化序列.结果表明:应力潮汐的振幅达到103Pa,应变潮汐振幅达到10-8;不管应力或是应变潮汐,其振幅随深度的不同都有较大的变化;6个应力和应变分量对纬度依赖较大,但没有表现出南北纬度上的严格的对称性,与纬度的对应关系由引潮位展开的大地系数确定.本文结果可有效应用于地球内部应变或应力潮汐观测的固体潮改正;另外,将本文结果应用于研究潮汐触发地震问题,给出了中国中部地区的一个算例,结果表明地震断层正应力潮汐和应力张量第一不变量潮汐与发震时刻具有明显的相关性,而这种相关性并未在其他如剪切应力以及库伦破坏应力潮汐中表现出来. 相似文献
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Mario Trieloff Joachim Kunz Claude J. Allgre 《Earth and Planetary Science Letters》2002,200(3-4):297-313
New noble gas data of ultramafic xenoliths from Réunion Island, Indian Ocean, further constrain the characteristics of primordial and radiogenic noble gases in Earth’s mantle plume reservoirs. The mantle source excess of nucleogenic 21Ne is significantly higher than for the Hawaiian and Icelandic plume reservoirs, similar to excess of radiogenic 4He. 40Ar/36Ar of the Réunion mantle source can be constrained to range between 8000 and 12 000, significant 129Xe and fission Xe excess are present. Regarding the relative contribution of primordial and radiogenic rare gas nuclides, the Réunion mantle source is intermediate between Loihi- and MORB-type reservoirs. This confirms the compositional diversity of plume sources recognized in other radioisotope systematics. Another major result of this study is the identification of the same basic primordial component previously found for the Hawaiian and Icelandic mantle plumes and the MORB reservoir. It is a hybrid of solar-type He and Ne, and ‘atmosphere-like’ or ‘planetary’ Ar, Kr, Xe (Science 288 (2000) 1036). 20Ne/22Ne ratios extend to maximum values close to 12.5 (Ne-B), which is the typical signature of solar neon implanted as solar corpuscular radiation. This suggests that Earth’s solar-type noble gas inventory was acquired by small (less than km-sized) precursor planetesimals that were irradiated by an active early sun in the accretion disk after nebular gas dissipation, or, alternatively, that planetesimals incorporated constituents irradiated in transparent regions of the solar nebula. Previously, such an early irradiation scenario was suggested for carbonaceous chondrites which follow common volatile depletion trends in the sequence CI–CM–CV–Earth. In turn, CV chondrites closely match Earth’s mantle composition in 20Ne/22Ne, 36Ar/22Ne and 36Ar/38Ar. This indicates that mantle Ar could well be a planetary component inherited from precursor planetesimals. However, a corresponding conclusion for mantle Kr and Xe is less convincing yet, but this may be just due to the lack of appropriate ‘meteoritic’ building blocks matching terrestrial composition. Alternatively, heavy noble gases in Earth’s mantle could be due to admixing of severely fractionated air, but this effect must have affected all mantle sources to a very similar extent, e.g. by global subduction before the last homogenization of the mantle reservoirs. 相似文献
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通过研究地球对表面载荷的响应来反演确定地球深部的物理参数.采用分为4层的地球模型,各层的介质被看作Maxwell粘弹性体.将柴达木盆地沉降发育过程中积累的沉积物作为随时间变化的载荷加于地表,通过拟合柴达木盆地沉降中心附近地区的沉降过程来研究该地区地壳的厚度及剪切模量、岩石层地幔的粘性及软流层的粘性等物理参数.计算结果表明,该地区地壳的剪切模量不会超过全球平均值的60％,岩石层地幔的粘性系数不大于1.5×1023Pa·s.通过研究对该地区的深部物理参数得出了新的认识. 相似文献
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Carbon isotopic fractionation in the process of Fischer-Tropsch reaction in primitive solar nebula 总被引：1，自引：1，他引：0
Carbon isotopic fractionation of low-weight molecules of the products of Fischer-Tropsch reaction under the conditions of
Earth's accumulation region in primitive solar nebula has been experimentally studied. Among the reaction products, carbon
dioxide has the heaviest isotopic composition; carbon isotopic composition of methane has a large variation; different from
biogenic natural gases, carbon isotopic compositions among ethane, propane and butane yield a reverse distribution pattern.
It suggests that primordial hydrocarbons that were captured in the interior of the Earth during its accretion possess a reverse
carbon isotopic distribution pattern.
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49233060). 相似文献
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木卫二在木星磁层中运动,与快速共转的木星磁场相互作用形成木星极光中木卫二的尾迹,此尾迹反映了连续扰动的磁通量管对木星电离层电流注入的过程.本文应用细丝理论对此过程进行数值模拟,未扰动的上游磁通量管经过大约720 s的时间与木卫二作用形成角度约为4°且相对于木卫二静止的拉伸磁通量管,随后在磁张力的作用下加速运动.在随后大约2160 s的加速时间内,磁通量管的速度逐渐与背景磁力线接近,向木星电离层注入的电流也由9×105A逐渐衰减至0.以1/e初始电流处认为是可观测的木卫二尾迹限度,则木卫二的尾迹仅大约有一至两个经度,这与哈勃望远镜观测到的木卫二尾迹大小大致相同.木卫二尾迹与木卫一尾迹相比,输送的能量约为2.3×1013J,仅有木卫一的1/10,导致尾迹长度远小于木卫一的尾迹长度.此外,模拟过程中发现木卫二下游的压力槽对磁通量管运动的影响很小,可以忽略. 相似文献
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2013年岷漳地震和2014年景谷地震两个地震的矩震级均为MW6.1,但相同等级烈度区域的面积差异显著,前者均明显大于后者.地面震动的强烈程度与震源破裂过程中辐射的地震波高频成分密切相关,作者系统地测定与研究了这两个地震的震源谱和反映其震源特征的能矩比等震源参量.结果表明,虽然岷漳地震和景谷地震释放的地震矩基本相同,分别为1.6×1018Nm和1.8×1018Nm,而且前者还比后者略小些,但其释放的地震波辐射能却差异显著,分别为1.3×1014J和0.6×1014J;因而前者的能矩比（8.1×10-5）是后者能矩比（3.3×10-5）的大约2.5倍.相应地,岷漳地震的视应力和应力降也都明显大于景谷地震的视应力和应力降.此外,这两个地震震源谱结果均显示出其高频趋势均按角频率ω的-2幂次衰减,符合"ω2模式";采用理论震源谱公式计算结果分别约占实际结果的54%和50%,两个地震的地震波辐射能解析解之间的差异依然约2.3倍.震源破裂特征的显著差异导致岷漳地震单位地震矩释放的地震波辐射能更多,即岷漳地震能矩比更大,是导致这两个矩震级均为MW6.1地震的地震烈度差异显著的一个重要原因. 相似文献
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基于PREM模型，利用非自转、球型分层、各向同性、理想弹性（SNREI）地球的形变理论，讨论了地球在不同驱动力作用下的形变特征．采用地球位移场方程的4阶Runge Kutta数值积分方法，解算了在表面负荷和日月引潮力作用下地球表面和内部形变和扰动位，并给出了地球表面的负荷Love数和体潮Love数．结果表明在固体内核中的形变很小，液核中低阶(n＜10)负荷位移随半径的变化非常复杂．当负荷阶数超过10时，地核中的形变和扰动位都很小，地球的响应主要表现为弹性地幔中的径向位移，且随深度增加急剧减弱，负荷阶数越高这种衰减的速度越快．SNREI地球的地表负荷Love数和体潮Love数与信号频率的依赖关系很弱．在计算体潮Love数的过程中，采用了SNREI地球的运动方程，同时考虑了由于地球自转和椭率引起的核幔边界附加压力，这一近似处理方法获得的结果能很好地符合地球表面重力潮汐实际观测结果． 相似文献