1、地磁极倒转与地质运动的关系 詹中文 PB02000815指导老师：程福臻 章江英总论统计上的关系数学模型物理意义关于快速倒转的解释 结论、作用 总论 地球磁场是地球基本的物理场之一，地磁极的倒转是它的一个重要特征 目前最有希望的解释地磁场起源的理论是自激发式发电机理论，认为地磁场生于地球外核带电流体的流动 而地球内部的流体的运动会反映在地质运动上统计上的关系 通过分析不同时间尺度的地磁极性年代表和古地质运动情况，可以发现它们之间存在一些统计上的关系。第四纪的情况 小时间尺度 165Ma以来的情况 大时间尺度 由此可见，地质运动剧烈时，地磁极倒转的频率也就高，反之亦然。第四纪的情况第四纪火山运动
2、的强 度：Q2Q1Q3、Q4165Ma以来的情况数学模型 Cox模型的优点 Cox分析在地心偶极子场振荡一周内,极性变化的概率为0.05,故平均20万年出现一次极性倒转。这与过去450万年中的平均极性长度是18万年吻合的很好。Cox模型的不足之处 Cox 的模型无法解释出现正向期和反向期的原因，因为没有确切的理由表明在特定的时期向某一个极性变化的概率比另一个大得多，致使出现100Ma尺度的某一种极性占绝对优势的时期。改进的模型效果较稳定的极性变化周期约为100万年，这与地磁倒转中的正向期或反向期对应。中间会出现时间较短的倒转，大约5万年（变化较大），这与正向期或反向期中的事件相对应。事件在一个
3、期中出现的次数应与一个稳定的期内地心偶极子变化的周期数正相关，约有5次左右。这与4.5Ma以来的情况相吻合。物理意义地心偶极子部分地心偶极子部分 非偶极子部分非偶极子部分外地核的深层外地核的深层或或内核内核 外地核外层外地核外层相对稳定，变化规律性较强 强度较弱，变化也很快 外地核外层表面积很大，又与下地幔接触，流体运动是区域的、随机的。非偶极子部分主要起因于流体的局部涡流。地幔运动剧烈地幔运动剧烈地质运动剧烈地质运动剧烈地核地核外层外层流体流体运动运动加快、加快、混乱混乱内层内层非偶极子部分非偶极子部分频率增加频率增加强度增加强度增加 偶极子部分偶极子部分极性期变短极性期变短 影响机制影响机
4、制（以地质运动剧烈时为例）（以地质运动剧烈时为例）回到 7极性期变短极性期变短极性期的内部极性期的内部变得更不稳定变得更不稳定 关于快速倒转的解释 有确凿的证据显示，每一次地磁极的倒转时有几次小的极性倒转组成，而且时间的尺度在1000a以内。地心偶极子场的磁矩已经很小，非偶极子的振动相对于偶极子场很快。结论、作用 根据Cox的模型改进后的模型能较好的解释地磁场中的一些情况，时间尺度吻合较好。以这个模型为理论基础，可以认为地质运动与地磁极的倒转无论在大的尺度上还是在小的尺度上存在正相关的关系。可以预测，应发现地球偶极子场有约20万年左右的的周期。可以预测将来会发现在地磁场极性期较短的时期，事件的发生也会更频繁 如果这一模型成立的话，将对地质学和地磁学起到举足轻重的作用。谢谢！谢谢！
