质心与地球几何中心之间的距离(CM-CF偏移)是多少?

Question

我在Physics StackExchange网站上问了同样的问题。我现在知道有几种类型的“中心”，我可以告诉，我感兴趣的CM-CF偏移(CM = geocenter, CF =图的中心)。

Wu, Ray，和van Dam，“地心运动及其大地测量和地球物理意义，”地球动力学杂志58(2012): 44-61。

根据上面文章中的图2，我计算出距离为9米。然而，9米对我来说似乎太小了。此外，它是关于geocenter运动但在纵轴上，它说的是“米”，而不是“米/年”或“米/ 1000年”或类似的东西。在图5中，很明显Δt = 1个月。但我不明白图2的Δt是什么。如果有的话……

我在这篇论文中也发现了http://goo.gl/pPWD8l第174页说偏移量是0.8公里。然而，这是1995年的数据，而另一篇文章发表于2012年。

所以我现在真的很困惑，我想我误解了什么。我不是地球物理学家，请帮帮我。

Answer 1

2012年的论文和以前的参考文献之间没有不一致之处。

图2任意将所有中心的所有位移矢量的所有分量(x,y,z)在时间段开始时(约123000年前)设为零。

此外，2012年的文章指出:

与板块运动相关的地形水平运动将改变CF。随着时间的推移，这些缓慢的现象会产生较大的偏移，最高可达几百米当从其他来源合理推断内部负荷的演变时，这些过程可能能够解释CM和CF之间当前大量的静态偏移。

行星科学，表1.2表示CF与CM之间的距离为0.80 km，引到约1995年．

另请参阅来自一阶地形的行星内部对流的证据月亮1973年3月，第7卷，172-180页

一段时间以来，人们已经知道地球存在一个质心(例如Jeffreys, 1962)。巴尔米诺等人(1972)对地球地形进行了球面调和分析，用等量的岩石代替了海洋，发现质心在图中长145°W、北纬42°S方向上偏移了1.1公里。

还有NASA的备忘录行星地质学计划报告- 1981年：

对于地球来说，由于其sialic([密度]~2.7)和simatic([密度]3.0-3.3)地壳的组合，CF向欧亚地盾方向的41.6°N, 34.7°E方向偏移，并靠近位于46°N和27°E的大陆省中心(bill and Ferrari, 1978)。

另请参阅地心- 1度：

1次球谐系数表示地球质心与“图形中心”之间的距离，实际上是地球表面一组跟踪站的中心。由于它们的物理意义，1次系数的时间变化可以用几种等效形式表示(1)作为沿Z轴(沿旋转轴)、X轴和Y轴的距离(单位为mm);(2)作为(完全归一化的)位势系数;(3)单位面积的质量变化会产生地势系数，用kg/m^2或等效水厚度的cm表示。这些形式之间的关系可以在Swenson等人(2008)中找到，方程5和4…

和行星表面过程(2011):

事实上，地球本身有一个很大的质心——如果忽略了填满海洋盆地的水，这个质心就会偏移。太平洋的海底在海平面以下约5公里，而对半球主要是大陆。这样，目前无水的地球的中心就偏离了它的质心约2.5公里。

Answer 2

地球的CM-CF偏移为2.1 km，即地球的质心，由地球重力势能的分析确定，重力势能表示为球面谐波的有限和。图形的旋转几何中心是通过对地貌学或地形学和测深学的分析，计算出行星的几何中心而得到的。偏移产生的原因是地球内部的质量分布不均匀(例如，地幔柱、俯冲岩石圈、由于冰川均衡反弹而动态置换岩石圈等)。后者扭曲了地球的平衡形状，使其不再是简单的球体。这方面的好书有:斯泰西和戴维斯的《地球物理学》剑桥出版社图尔科特和舒伯特的《地球动力学》剑桥出版社

有关如何计算这些参数的详细信息警告:需要很高的数学复杂度。

Wieczorek, m.a.(2007)。类地行星的重力和地形。地球物理学专著(第10卷，第165-206页)。牛津，英国:爱思唯尔。https://doi.org/10.1016/B978-044452748-6.00156-5