地磁场与磁力勘探

地磁场与磁力勘探
地球磁场（the earth magnetic field）是指地球周围空间分布的磁场。

偶极型，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，地磁北（N）极处于地理南极附近，地磁南（S）极处于地理北极附近。

磁极与地理极不完全重合，存在磁偏角。

地球磁场属于电磁场，是通过外核的电子随地球自转的电流效应（近似于电生磁）产生的磁场。

你肯定不知道地球还有第二个磁场
为此欧洲宇航局发射的Swarm卫星一直在监测地球的磁场，近期则开始检测地球的海洋。

Swarm于2013年发射，由三颗地球观测卫星组成，它的任务是高精度、高分辨率地测量地球磁场。

图: ESA/ATG medialab 磁场是地球最神秘的特征之一。

它对所有生命体都至关重要，能够确保大气层不会被太阳风剥离，并保护地球
上的生命免受有害辐射的影响。

长时间以来，科学家将磁场理论化为地核动力作用的结果。

在地球内部，液态的外核围绕着固态的内核旋转，而其方向则与地球自转的方向相反。

另外，地球的磁场也会受到其它因素的影响，例如地壳中的磁化岩石以及海洋的流动。

为此，欧洲宇航局发射的Swarm卫星一直在监测地球的磁场，近期则开始检测地球的海洋。

今年于维也纳举行的欧洲地球科学联盟会议上，科学家提出了该项目的首个成果。

Swarm于2013年发射，由三颗地球观测卫星组成，它的任务是高精度、高分辨率地测量地球磁场。

发射Swarm的目的不仅是帮助我们确定地球磁场是如何产生和改变的，科学家们还希望能够了解更多有关地球的组成及其工作机制的信息。

Swarm卫星群的设计目的是测量来自地核、地幔、地壳、海洋、电离层和磁层的磁信号。

图: ESA/AOES Medialab 除此之外，Swarm的另一个目标是增加我们对大气过程以及海洋环流模式的认识，这两种现象会对气候和天气产生影响。

海洋之所以是Swarm卫星群的一个重要研究方向，是因为它对地球磁场的影响并不显著。

实际上，当海水流过地球的磁场时，就会产生一股电流，从而产生磁信号。

但由于区域太小，科学家极难对磁信号进行测量。

但是Swarm卫星做到了这一点。

在2018年的欧洲地球科学联盟学术会议上，研究人员公开了一段影像，显示了潮汐磁信号在24小时的周期内的变化过程。

在影像中可以看到一天中地球海洋的温度变化，从北到南，从深海到较浅的沿海地区。

这种变化对地球磁场的影响十分细微，只在正负2.5微特斯拉之间。

对此，来自丹麦技术大学的Nils Olsen解释道：“我们用Swarm来测量从海洋表面到海床的潮汐磁信号，而这份最新的报告真实地反映出了全球海洋如何在各个不同的深度中流动的情况。

海洋会从空气中吸收热量，因此，追踪这种热量在不同深度的海洋中是如何分布和储存的，对于了解变幻莫测的气候十分重要。

除此之外，因为潮汐的磁信号也会引起海洋深处产生微弱的磁反应，所以这些监测结果将能够帮助我们更深入地了解地球岩石圈和上地幔的电学性质。

”
通过了解更多有关地球磁场的知识，科学家们将能更多地了解地球的内部机制。

反过来，这将让我们更多地了解形成其它行星的地质过程的种类，以及确定其它行星是否具有支持生命生存的能力。

蝌蚪五线谱编译自universetoday，译者狗格格，转载须授权
《地磁场与磁力勘探》结合地磁学基础叙述了磁力勘探的物理基础：地球磁场（包括古地磁场）与岩石磁性；在基本规律分析基础上，加强了地磁场起因分析、地磁区域性模型、深部壳幔磁性与剩磁在古地磁场研究中的应用。

介绍了常用的磁力测量仪器，地面磁力测量方法，航空、卫星、海洋及磁力梯度测量，以及岩石磁参数测定方法。

详细论述了磁异常处理与解释方法；在基本方法论述基础上，加强了复杂条件下的处理方法、多种计算机快速反演方法、三维物性反演与人机交互可视化正反演方法等。

介绍了磁力勘探在地壳结构与地质构造研究、资源勘探及一些特殊领域的应用。

《地磁场与磁力勘探》可作为应用地球物理相关专业大学本科生的教科书及研究生的参考书，亦可供地球物理工作者参考。

第一篇磁力勘探物理基础
第一章地球磁场
第一节稳定磁场与磁偶极子场
一、稳定磁场
二、磁偶极子场
第二节地磁要素及其分布特征
一、地磁要素
二、地磁图和地磁场分布的基本特征
第三节地磁场的构成与起源
一、地磁场的构成
二、地磁场的起源
第四节地磁场的解析表示
一、地球磁场的球谐分析
二、球谐系数的分析
三、地磁场的正常梯度
四、地区性地磁场模型
第五节变化磁场
一、长期变化场
二、地磁场的短期变化
习题
第二章岩石的磁性
第一节物质磁性
一、抗磁性(逆磁性)
二、顺磁性
三、铁磁性
第二节岩(矿)石磁性特征
一、表征磁性的物理量
二、矿物的磁性
三、各类岩石的一般磁性特征
四、影响岩石磁性的主要因素
五、地质体磁化的消磁作用
第三节岩石的剩余磁性
一、岩石剩余磁性的类型及特点
二、各类岩石剩余磁性的成因第四节下地壳和上地幔的磁性
一、大陆下地壳的磁性
二、海洋地壳的磁性
三、上地幔的磁性
第五节月球与陨石的磁性
一、月球磁性
二、陨石的磁性
习题
第三章古地磁场
第一节古地磁场研究的基础
一、稳定的原生剩余磁化强度
二、地心轴向偶极子场假说
第二节古地磁极与古地磁场强度
一、古地磁极
二、古地磁场强度
第三节古地磁场的平均特征
一、古地磁场是轴向偶极子场
二、地球偶极子磁矩随地质时间而变化
三、古地磁场的长期变化
第四节古地磁在地学中的应用
一、大陆漂移的古地磁证据
二、海底扩张的古地磁证据
三、应用古地磁研究区域地质构造
四、利用古地磁资料对比岩层
习题
第二篇磁力仪与磁测工作方法
第一章磁力仪
第一节概述
一、磁力仪的类别
二、磁力仪的几个主要技术指标
第二节机械式磁力仪
一、悬丝式垂直磁力仪
……
第二篇磁力仪与磁测工作方法
第一章磁力仪
第二章磁测工作方法
第三篇磁异常的处理、解释及应用
第一章磁异常正问题
第二章磁异常的处理与转换
第三章磁异常反问题
第四章磁异常的解释推断与磁力勘探的应用结束语——磁力勘探的发展趋势。