地球模型

描述地球内部结构和性质的一种模型

地球模型，是描述地球内部结构和性质的一种模型。是由英国数学家、物理学家杰弗雷斯(Harold Jeffreys)，美国地震学家古登堡(Beno Gutenberg)和布伦(K.E.Bullen)等根据地震波在地球内部传播的知识给出的不同类型的地球内部密度、弹性模量及重力分布的地球模型。

简介

地球模型描述地球内部结构和性质、特征的一种模型。现常用的参量地球模型（简称PEM）提出于1975年，其参量作为通化半径 R（即地球半径6371km）的函数，给出了从地表至地心的密度、压力、重力、不可压缩系数及刚性等数据。此外，还有为研究地球形变而提出的弹性地球模型、刚体地球模型、竹内均地球模型、莫洛琴斯基地球模型及标准地球等。在几何结构上有径向不均匀性和横向不均匀性；在物理属性上与地球总质量、转动性量、地震波记录资料以及地热、固体潮、岩石的高温高压实验资料相符合，也符合大地测量、地质学和地球化学等观测资料。随着科学技术的发展，地球模型将更接近于实际情况。

作用

地震学和地震预报研究中，地球模型参数往往是一些反演和理论计算的基础。在校验地震前兆观测与固体潮研究中，可根据地球模型参数并考虑地球液核动力效应等，计算出地面点的洛夫数，将它们与实际观测资料分析得到的洛夫数相比较。如果某一种模型计算的结果与实际观测的结果最为接近，则认为该模型较符合地球内部的真实结构。按照较完善的地球模型，可从洛夫数的时空变化进一步研究地壳和上地幔的构造和运动。

建立依据

根据地震波的速度，地球可以分成地壳、上下地幔和内外地核。在壳慢边界，纵波速度从6—7km/s跳到8km/s，这是一个速度间断面。其埋深大约30一60km，是1909年南斯拉夫学者莫霍诺维奇研究Pn震相时提出来的，故称莫氏面；以下速度继续增加，在2900km处突然从13km/s下降到8km/s左右，这个界面是1913年由古登堡首先发现的，故称古登堡面；地核中的速度又慢慢开始回升，大约在5000公里左右出现整个地球的第三个间断面，这就是1936年罗曼(Lohmann)发现的内外核界面。从本世纪初开始，许多学者提出了不少地球模型，但它们都大同小异，对地球结构的认识正逐步深入，这种深入主要体现在研究横向变化，各向异性和非弹性等三个方面。地球模型正日趋完善。

发展完善

布伦的分层模型

安德森—哈特模型

上述布伦模型，1963年以后就无重大变化。在1976年安德森和哈特提出了一个新的地球分层模型，他利用了体波、面波和自由振荡的资料。

安德森—哈特模型的分层特征：这里地壳仍称A层，莫氏面以下至375km叫B层。在B层内从莫氏面至低速层的顶面称为盖层（海洋盖层为40km，下面是180km的低速层，大陆盖层厚达150—200km，下面是很薄的低速层，有时甚至缺失），在低速层下面，即从250—375km的介质较为均匀；再往下375—600km称为C层，B层和C层合称为上地幔，700kin以下至2885km称为D层（下地幔），2900—4900km为E层，即外核。外核至内核速度变化显著。

初步参考地球模型

简称PREM，这是1980年5月国际地球标准模型委员会推荐由多依旺斯基（Adam M.Doi won—ski）和安德森（D.L.Andorson）教授提出来的初步参考地球模型，作为当前国际上临时的地球参考模型，供参考对比和使用。这个模型在1981年第21届国际大地测量与地球物理联合会上正式通过。

现代地球模型

在1981年的国际地震与地球内部物理学协会会议上通过的“初步参考地球模型是一个占有资料最丰富、使用算法最先进、给出的数据表格最完善、至今仍广为采用的现代地球模型。

PREM是一个波速只随深度变化的“平均地球”模型。该模型一开始起算时，就承认地球内部的下述主要区域：①海洋层；②上地壳和下地壳；③低速带上部的区域(LID)；④低速带(LVZ)；⑤在低速带和400km深度间断面之间的区域；⑥跨越400km和670km间断面的过渡带；⑦下地幔；⑧外核；⑨内核。

PREM模型主要使用了三类资料：①天文一大地测量资料；②自由振荡和长周期面波资料，选用了900个高精度本征振荡周期观测值；③体波资料，选用了200万个P波到时数据和25万个S波到时数据。

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