固体地球物理学

巴罗镇的北极实验站

　　几乎所有的北极常年考察站都进行固体地球物理研究，涉及的项目主要有地磁、天然地震和人工地震、重力、大地电磁等。由于高技术的发展，固体地球物理探测的仪器设备亦不断更新换代，从而提高了效能。

　　近年来，人类已经超越固体地球的界限，提出更大尺度的“整体地球系统”，甚至“日－地系统”目标。

　　为解决相随而来的新的科学问题，例如固体地球磁场与日一地空间磁场的相互作用，固体地球物理学正在与大气物理、日一地空间物理，以及地质学、行星质学日益密切地互相渗透与结合。北极的天然地震观测主要集中在北冰洋沿岸，以及利用考察船在北冰洋的罗蒙诺索夫海岭一带进行观测，目的是了解现代板块运动学的特征。人工地震则用于探索地球岩石圈结构。

　　美国、前苏联等国在波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普帕夫海、喀拉海、巴伦支海等大陆架区进行过较大规模的人工地震剖面研究。此外，在北极开展较多的项目还有航磁测量地质构造及矿产，无线电回声测冰盖厚度及冰下地形。大地电磁测量则只是最近几年的事。

　　北极位于地球磁场的极区，而且，北极的地理极、地理磁极与地磁极三者之间互相分离，因而是进行地磁观测与研究的理想场所。在北极开展的主要地磁项目有：地球基本磁场的短期及长期变化特征、地磁脉动的形态及变化规律、日地关系及空间环境研究等。

　　北极开展的重力观测除了用于大地测量外，还用于固体潮研究。固体潮是指地球整体在太阳和月亮引力作用下发生的可用仪器直接观测到的物理变化，其中主要有重力、地面倾斜和伸缩的变化。这些变化分别称为重力固体潮、倾斜固体潮和应变固体潮。开展固体潮研究，可以向测绘学、天文学、空间动力学等学科提供一些基本的地球参数。如卫星轨道改正，重力测量和纬度观察改正等。同时，固体潮研究也对地壳结构、地球内部物理性质提供数据。

　　此外，在北极进行固体潮研究，对于地壳在冰雪负荷下的形变，以及对整体地球形状的研究，具有特别重要的意义。

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