基于岩浆凝固的地壳动力学研究

地球在形成之初处于熔融状态,随着时间的推移,地球表面的岩浆不断冷却、凝固,发展成现在的圈层结构,并且地球物质的冷却及液-固转变依然在持续。通过对地震发生后地球日长变化进行统计分析,发现总体上地震后地球自转速率加快。分析认为,这一现象是由于地幔部分岩浆冷却凝固使地壳岩石圈下部体积塌缩所致。由此,建立了一个地壳动力学模型,以解释地壳各板块间的相互作用和相对运动,并且认为地震等地质活动的动力学成因主要是地球内部熔体持续凝固所导致的地壳下部体积收缩、压力减小,在重力作用下,构成地壳的各板块之间的相互作用加剧,原有力学结构失稳,发生大规模岩层错位、断裂,从而引起地震、火山爆发等剧烈的地质活动。通过建立热学模型和力学模型,验证了上述观点。     

基于岩浆凝固的地壳动力学研究北大核心CSCD

地球在形成之初处于熔融状态,随着时间的推移,地球表面的岩浆不断冷却、凝固,发展成现在的圈层结构,并且地球物质的冷却及液-固转变依然在持续。通过对地震发生后地球日长变化进行统计分析,发现总体上地震后地球自转速率加快。分析认为,这一现象是由于地幔部分岩浆冷却凝固使地壳岩石圈下部体积塌缩所致。由此,建立了一个地壳动力学模型,以解释地壳各板块间的相互作用和相对运动,并且认为地震等地质活动的动力学成因主要是地球内部熔体持续凝固所导致的地壳下部体积收缩、压力减小,在重力作用下,构成地壳的各板块之间的相互作用加剧,原有力学结构失稳,发生大规模岩层错位、断裂,从而引起地震、火山爆发等剧烈的地质活动。通过建立热学模型和力学模型,验证了上述观点。     

高压下岩浆凝固对岩石圈力学状态的影响

板块构造活动与岩石圈密切相关,是地震等重大地质活动的物理源,但其动力机制尚不清楚。为此,通过分析地球内部处于高压环境的岩浆凝固对岩石圈力学状态的影响,探究板块运动的力源机制。地球作为一个整体不断向外太空散发热量,内部是处于高压高温下的液-固共存状态。自地球形成以来,熔融岩浆的凝固过程持续至今,液-固转变将导致地球内部的密度变化和潜热释放,从而降低刚性岩石圈底部的压力及其支撑力。研究发现,岩石圈的强度不足以支撑其自重,底部的压力(强)波动会使其力学结构失稳。受刚性、脆性岩石圈的约束,地球内部处于高压环境的岩浆凝固必然导致岩石圈力学状态发生变化,在重力作用下,板块之间的相互作用加剧,局部应力积累会超过岩石的强度极限,导致岩石圈内部发生破裂,所积累的应力通过地震等地质活动形式在岩石圈薄弱地带释放,并自我调整以达到新的力学平衡,而板块边界就是岩石圈的最薄弱区域,所以该区域的地震活动频繁发生。上述过程是不断重复的,这就是板块运动驱动力的来源。     

冰块“运动”

冰块“运动”人们对北美最大最长的冰川现正从空间进行观测研究．全球定位系统（ＧＰＳ）正在帮助科学家研究地球上板块的运动和白令（Ｂｅｒｉｎｇ）冰川的运动．白令冰川正在发生一次较大的冰川涌流．冰川涌流是周期性的．经过了一个长时期的停滞、静止状态后，大量的冰...     

实验室内模拟地磁的翻转

每20几万年左右地球的北极和南极相互转换位置．谁也不知道是什么原因使地球磁场发生这种翻转．最近法国的一个研究组在实验室内重现了这一现象．他们将放在容器中的160升的熔化的钠加热到110℃以上，并用两个向相反方向旋转的螺旋叶片使熔化的钠不停地做涡旋运动，这样模拟地球核心熔化的铁的转动．由此产生的电流产生出磁场．这时他们监视磁场的强度和方向．当他们偶然使一个叶片的速度为16Hz而另一个为22Hz时，发生了一种奇特的效应：整个样品的磁场方向开始翻转，翻转的间隔为10秒到180秒之间不等．     

亚洲的暴风雨与地球的旋转

地球自身的旋转轴经受着多种旋转力的作用，例如二分点（即旋转轴处于春分、秋分点时）的进动等．最近发现有两个重要的旋转运动不被人注意地相互间抵消了．比利时的地球物理学家S．Lambert博士精确地测量到了这类在常规下是很难探测到的微弱晃动．这两个晃动分别是现在还不太明白其起因的钱德勒章动（Chandler wobble），这个章动的周期是433天．另一个是起源于地球上气候变化引起的晃动．这两个运动的综合后果应该导致地轴发生大于10米的移动．但由于这两个晃动的相互抵消作用，从2005年12月到2006年2月这段时间，地轴的移动却降低到了1米以下．     

植物让沙丘停止移动

通常在沙漠里很难见到植物，但植物却对沙地的稳定化和沙丘位置的固定起着很大的作用．所以在沙漠中，植物与沙地的移动存在着剧烈的竞争．几千年来如何有效控制沙丘的移动一直是居住在沙漠地区人民要面对的课题．德国斯图加特大学的0．Durain和H．Herrmann两位教授悉心地研究了这个问题，他们发展了一个方程来描述沙漠地区沙丘的运动规律．他们发现，当植物拓植时，新月形的沙丘可变为抛物形的沙丘，而这恰恰是让沙丘停止移动的第一步．他们在方程中引进了一个“固定化指数（fixationindex）”I，它的物理意义是沙丘被侵蚀的大小与由于植物快速生长而阻止沙丘被侵蚀大小之间的比率．当，的数值小于0．5时，新月形沙丘将会转变为抛物形沙丘，这时植物的生长就战胜了沙丘的被侵蚀．反之，若，的数值大于0．5时，由刮风所导致的沙带侵蚀会让植物的生长停止，同时沙丘将继续移动．     

在室温下冻结的冰

大多数的表面并不是很光滑平坦的，当两个物体的表面相互接触时，实际上只有其中的一部分表面是真正地碰在一起的．在正常的条件下，如果说两接触面间是潮湿的，或者说有水蒸汽存在时，表面间就会产生出一种效应，称为“表面张力桥（capillary bridge）”．这些桥倾向于使表面粘结在一起，而使两表面间不易滑动．为了能更清楚地了解这个现象，荷兰Leiden大学的J．Frenken教授所领导的研究组对这种被限制于两表面缝隙间的液体的物理行为进行了一系列的实验．他们发明了一种称为“摩擦杠杆（tribolever）”的仪器，它是由一个稍有弯曲的微型硅片传感器所组成，其作用是可以感受小于皮牛顿的力．     

γ射线暴可能会杀死海洋生物

根据古巴的一个研究组的研究结果，到达地球的宇宙γ射线暴（GRB）会伤害深度直达75m的海洋浮游生物．40％的海洋光合作用是由这些有机体进行的，因此，这一情况可能对地球的二氧化碳水平产生严重影响．     

问题三则

题1:人造地球卫星在高空沿近似于圆形的轨道运动时,会受到稀薄大气的摩擦。这摩擦对卫星的速率有何影响? 题2;假设地球质量M均匀分布,试用简便方法求出质点。在地球半径R以内距地心为r处与整个地球之间的万有引力。 题3:无数的 1Ω电阻以方形网络联接成二维的无限大网络(见图)。这就是每一节点是由四个电阻联结起来的。这网络的两相邻节点(如A、B)间的等效电阻是多少?问题三则@华三     

月亮绕地球的周期与农历的一个月为何不同?

在新教材的阅读材料“月相”中提到，“从地球上看，月亮从圆到缺，又从缺到圆，这是一种周期性变化，周期为29．5天．”好几个学生提出疑问，“我们在前面讲万有引力时，不是说月球绕地球运行的周期为27．3天吗?怎么这里却是29．5天呢?”对于这个问题还得从月亮绕地球运动和地球绕太阳运动谈起．     

一种新的海洋波被发现

美国与墨西哥的地球物理学家Ｒ .Ｂｕｌｔｅｒ和Ｃ .Ｌｏｍｎｉｔ博士最近在夏威夷 2号观测台发现了一种新的海洋波 ,这个观测台是放置在夏威夷与加利福尼亚州之间的海底 ,它能观测与记录各种类型的海洋波 .通常海洋中存在着两种海洋波 ,一种是声波 ,在水中的声波其作用原理是与在空气中的声波一样 ,即由不断更替的膨胀压缩运动所形成的纵波 ,只是其速度是由波在水中传播的快慢决定 .另一种是由地震引发的在地球表面附近传播的瑞利波 ,它一般是在地壳下的沉积层内沿着运动的水平与垂直方向传播的横波 .2 0 0 0年 6月在太平洋海底约 10公里处…     

通道宽度对二维粗糙边界斜面颗粒流的影响

在此之前已经报道了二维斜面颗粒流在通道中的分布规律以及二维斜面粗糙边界附近的颗粒 流量密度（ξ=ρ·ν）分布.本文则主要研究通道宽度W对边界附近颗粒流量密度(ξ=ρ· ν)分布的影响.结果表明，颗粒流量密度随通道宽度的变化（ξ W）存在一临界通道宽度W c.在本实验条件下临界通道宽度Wc=70d.当通道宽度小于临界宽度Wc时 ，通道中距边界20d—30d区间内的相对颗粒流量密度随斜面倾斜角的变化可描述为ξ∝( sinθ)α，α是与通道宽度W有关的参数，其数值在032至085之间. 关键词： 二维颗粒流 颗粒物质 颗粒流量密度     

Bi_（1．8）Pb_（0．2）Sr_2Ca_2Cu_3O高温超导体的I－V特性

我们测量了Ｂｉ１．８Ｐｂ－．２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ高温超导体在磁场下不同温度的等温Ｉ－Ｖ曲线．观测到在等温ｌｇＩ－ｌｇＶ曲线上会同时存在正曲率和负曲率．这是通常的Ａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｋｉｍ磁通蠕动模型和涡旋玻璃态的标度理论Ｖ∞ｅｘｐ［－（Ｊ－／Ｊ）Ｈ］所不能解释的．我们在蠕动模型的基础上，考虑到磁通运动时的耗散对激活能会有一个动力学的贡献，对上述现象进行了解释，并与实验进行了对比．     

欧勒-潘索情况中本体迹面与空间迹面的位置关系

对于 Ｅｕｌｅｒ－Ｐｏｉｎｓｏｔ情况下的刚体定点运动，经过分析指出：能够作出的本体迹面与空间迹面的关系图，有且只有两种．作为例子，分析了地球的两种迹面关系，结论认为地球的运动可以近似看作是Ｅｕｌｅｒ－Ｐｏｉｎｓｏｔ（ 文中简称为欧潘）情况和Ｌａｇｒａｎｇｅ情况的叠加．     

孤立带电导体表面曲率最大处场强不一定最大

一般认为：在一个孤立的带电导体表面上，其表面曲率最大处，电场强度也最大．事实上这两个最大值之间没有上述关系，并不总是一一相对应的．只对特殊形状的导体才成立．本文通过轴向对称带电球面的一级微扰来证明电场强度和曲率二者最大值的位置是不同的．     

从一道力学题目看一类题目的机械能守恒

用机械能守恒定律求解两相互作用物体（接触面光滑）的加速度这类题时，一般只从系统的受力分析得出机械能守恒的结论，而忽略了物体间正压力作功的情况．本文对两物体间正压力作功的情况进行了分析，用矢量法证明了物体间正压力对系统（由相互作用的两物体及地球组成）作功的代数和为零，故系统的机械能守恒．此结论适用于求解上述问题．     

颗粒物质(上)

颗粒物质是地球上存在最多、最为人们所熟悉的物质类型之一．大量颗粒组成的离散态物质体系具有特别的性质和运动规律．颗粒物质表现出许多不同于固、液、气物质的奇特现象和独特的运动规律．由于对颗粒物质运动规律的理解具有重要科学意义和应用背景，近十年来颗粒物质研究逐步成为物理学研究中的一个活跃领域．文章综述了颗粒物质的一些主要特性，如颗粒物质的静态性质、振动行为、流动特性等，其中也包括文章作者的一些新近研究结果．限于篇幅，文章分为上、下两部分发表．第一部分在对颗粒物质作一般介绍后讨论颗粒物质的静态特性，第二部分则主要讨论颗粒物质振动时的行为和流动性质．     

Bi1.8Pb0.2Sr2Ca2Cu3O高温超导体的I—V特性研究

我们测量了Ｂｉ１．８Ｐｂ０．２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ高温超导体在磁场下不同温度的等温Ｉ－Ｖ曲线。观测到在等温ｌｇＩ－ｌｇＶ曲线上会同时存在正曲率和负曲率，这是通常的Ａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｋｉｎ磁通蠕动模型和涡旋玻璃态的标度理论Ｖ∝ｅｘｐ［－（Ｊ０／Ｊ）＾Ｈ］所不能解释的。我们在蠕动模型的基础上，考虑到磁通运动时的耗散对激活能会有一个动力学的贡献，对上述现象进行了解释，并与实验进行了对比。     

短文荟萃：月相漫谈

月球东升西落，日复一日，这是因地球自西向东自转造成的．月球本身并不发光，人们看到的皎皎月光完全是它表面反射到地球上的太阳光．在一个月当中，月亮会呈现不同的形状——月相，有新月、上弦月、满月、下弦月和残月等，且周而复始，循环不已．月相为何做这种周期性变化呢?这得从月球相对地球的公转运动谈起．