地磁场与海洋环境磁场.doc

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1、第一章地磁场的构成地磁场具有的磁场称为地磁场。地磁场近似于一个置于地心的偶极子的磁场。这是地磁场的最基本特性。这个偶极子的磁轴NmSm和地轴NS斜交一个角度thita0，thita0~=11.5°。在地理北极N附近的Nm称为地磁北极，在地理南极S附近的Sm极称为地磁南极。Nm与Sm就是磁轴与地面的两个交点。应当指出，地磁北极Nm与地磁南极Sm是按地理位置说的。按磁性说偶极子的正极n与负极s应分别对应于地磁南极Sm与地磁北极Nm。地磁场是一个弱磁场，在地面上的平均磁感应强度约为0.5x10-4T（特斯拉）。这是地磁场的有一个显著特点。在地磁学中，特斯拉这个单位太大，通常采用nT

2、（纳特斯拉，简称纳特）为单位，1nT=10-9T地磁场是由各种不同来源的磁场叠加构成的。按其性质，可把地磁场Bt区分为两大部分：一部分是主要来源于地球内部的稳定磁场B0t另一部分主要起源于地球外部变化磁场deltaBt。变化磁场比稳定磁场弱得多，最大的变化也只占地磁场感应强度的2—4%。因此，稳定磁场是地磁场的主要部分。运用一定的数学方法，可以吧稳定磁场和变化磁场划分为起源于地球内部和地球外部两部分：起源于地球内部的稳定磁场，称为地磁场的內源场，站地球磁感应强度的99%以上。起源于地球外部的稳定磁场，称为地球外源场，只占地磁场感应强度的1%以下。由此可见地球的稳定磁场主要起源

3、于地球内部。外源变化磁场起源于地球外部的各种电流体系。这种外部电流体系的磁场还会在具有导电性质的地球内部感应出一个内部电流体系，后者就是产生内源变化磁场的原因。可见，内源变化磁场只是外源变化磁场的感应磁场。因此，变化磁场的起源是地球外部的各种电流体系。地心偶极子磁场等效于均匀磁化球体的磁场。一般认为，地核（外核）物质的对流运动所形成的涡流电流是地心偶极子磁场的成因。精确的地磁测量表明，各地磁要素在地面上的分布，在相当广的地域内并不符合地心偶极子磁场的分布规律，二者之间存在较为显著的差异。从世界正常磁场地磁图中减去按地心偶极子磁场计算出来的地面各磁点数值，这种差值即为非偶极子磁

4、场，也称为大陆磁场、大陆磁异常或剩余磁场。非偶极子磁场的成因还不清楚，一般认为，在地核和地幔边界附近可能存在着物质的对流运动，并形成涡流电流，从而产生非偶极子磁场。人造地球卫星高空磁测结果表明，非偶极子磁场随高度的增加衰减很慢，这是非偶极子磁场可能起源于地球深部的一个依据，异常磁场又可分为两类区域异常，是地壳深部岩层的磁化所产生的磁场，一般分布范围较广（几十平方千米以上），磁场梯度较小，磁异常较弱；另一种称作局部异常或地方异常，是地壳浅部岩层（包括矿物）的磁化所产生的磁场，一般分布范围较小（几或几十平方千米）磁场梯度较大，磁异常较强。由于偶极子磁场和非偶极子磁场是地磁场的主要

5、成分，并且二者的起源很可能有密切关系，所以在地磁学中把二者之和称为基本磁场Bn因此，地球的基本磁场是起源于地球内部并构成地磁场主要成分的稳定磁场，其变化极为缓慢，称为地磁场的长期变化。地球的变化磁场则是起源于地球外部而叠加在基本磁场之上的各种短期的地磁场变化