Question

地球物理学研究及其意义是什么？

Answer 1

地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这通过地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行。

用地球物理技术来进行的研究，被证明在为支持板块构造学理论提供证据方面是极其有用的。

地球物理学是一门介于物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学之间的边缘学科。它的主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。它用物理学的原理和方法，通过利用先进的电子和信息技术、航空航天技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测，来探索地球内部及其周围空间、近地太空的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存和活动环境，防御及减轻地球与空间灾害对人类的影响，为探测和开发国民经济中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术

地球物理学为太空时代的人类活动提供了必要的基础

目前地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。固体地球物理学主要以固体地球作为研究对象，而空间物理则以太阳系特别是日地空间物理环境作为主要研究对象。

地球物理学这门学科自20世纪之初就已自成体系。到了20世纪60年代以后，发展极为迅速。它包含许多分支学科，涉及海、陆、空三界，是天文、物理、化学、地质学之间的一门边缘科学。将地球作为一个天体来研究，地球物理学和天体物理学是分不开的；研究地球本身的结构和发展时，地球物理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此，它还包括研究地面形状的大地测量学，研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间物理学，研究地球本体的固体地球物理学（或叫做地体学），还有一些较小的分支，如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这些学科中，有的又各有独立的分支。人造卫星出现后，地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学是地球物理学的一个引伸，但它所要解决的问题，离地球越来越远了。

通过各大洲之间的联系，可以更好地研究地球

地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史，在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐·僧一行（683—727）、宋沈括（1031—1095）均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力，由此产生了重力学；牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献，为地球物理学的形成和发展奠定了基础。

地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时，地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探（特别是地震勘探），对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代，特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地幔的地震探测极大地深化了人类对岩石层（圈）的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外，人类在20世纪初探测到了电离层，随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功，发现了辐射带、太阳风和磁层顶，空间物理学迅速发展为一门独立学科，为人类航天活动提供环境认识的保证。

50年代的国际地球物理年，60年代的上地幔计划，70年代的地球动力学计划、国际磁层计划，幼年代、切年代的国际岩石层（圈）计划、地圈—生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划，使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成，日地空间各层次能量耦合作用的发现，改变了一系列传统观念。

大气层中的一些现象也为研究地球提供了线索

近代正在发展的岩石层（圈）地震层析成象，全球与区域的三维结构，复杂地质构造中地震波理论，地震震源的动力学破裂理论，地球内部介质的不均匀性和非线性特征，热动力机制与演化，环境地球物理，地震灾害预测，流体在岩石层（圈）介质中的作用，日地系统整体变化和地球空间环境预报，反演理论与方法等方面的研究，以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用，将进一步提高地球物理的研究水平，深化人类对地球物理问题的认识。

地球物理学是一门应用性很强的基础学科，它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识，而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如，勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏，预测与预防（或防治）诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害，保护与监测地球生态环境，保障日地空间环境中航天飞行安全等。今天，地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一，并且与地质科学有密切联系，其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。

当代地球物理学面临严峻的挑战，如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步，空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题，为确保人类社会的可持续发展作出贡献。

火山喷发可以间接证明地球内部的热能存在