14.Магнитное поле Земли

Различают два вида магнитного поля Земли: постоянное и переменное, природа и происхождение их различны, но между ними существует взаимосвязь. Формированию постоянного магнитного поля способствуют внутренние источники- электрические токи, возникающие на поверхности уплотненного ядра Земли из-за различия температуры в его частях. Переменное поле создается внешними источниками, находящимися за пределами планеты-электрическими токами в верхних слоях атмосферы. Магнитное поле Земли имеет дипольную составляющую то есть такую структуру, в которой есть ось с северным и южным магнитными полюсами, наклоненную под углом 11,5 градуса к оси её вращения. Плоскость большого радиуса, в котором находится стрелка называется магнитным меридианом. магнитные меридианы, как и географические сходятся в двух точках, называемых магнитными полюсами. Они не совпадают с географическими. Магнитное поле Земли имеет следующие характеристики: 1) магнитное склонение-угол между истинным направлением на север и направлением северного конца магнитной стрелки. Линии одинакового магнитного склонения называются изогонами. 2)магнитное наклонение- угол между горизонтальной плоскостью и магнитной стрелкой, свободно подвешенной на горизонтальной оси.

3) напряженность(характеризует силу магнитного поля и измеряется в эрстедах)

Палеомагнетизм.

Исследование древних горных пород, содержащих частицы магнетита, гематита или других оксидов железа, возникших на самых ранних стадиях формирования пород, показало наличие в них остаточной намагниченности, имеющей направление магнитного поля Земли соответствующей эпохи. Эта намагниченность может сохраняться до настоящего времени, обнаруживаясь как первичная составляющая естественной остаточной намагниченности, которая и служит объектом палеомагнитных исследований. Изучение первичной намагниченности горных пород разного возраста позволило получить данные о современных изменениях магнитного поля, а при проведении исследований в разных регионах-его пространственное распределение, согласно которым:

1)магнитное поле характеризуется медленным направленным изменениям и неоднократно претерпевало инверсии, при которых Северный полюс становился Южным и наоборот.

2) в кайнозойскую эру средним состоянием земного магнитного поля за все время является поле диполя, ориентированного по оси вращения планеты.

3)палеомагнитные данные палеозойской эры согласуются между собой только при дополнительном предположении о миграции магнитного полюса относительно земной поверхности.

4) пути миграции магнитного полюса, вычисленные для разных континентов, существенно различаются, что объясняется их перемещением в пространстве.

15.Тепловое поле Земли

Тепловое поле существует за счет неравномерного нагревания вещества(горных пород, вод и воздуха) Земли, в результате чего возникает пространственная неравномерность распределения температуры. Источниками термического поля являются внутренние и внешние процессы. Внешний источник-солнечная радиация, проникающая на глубину лишь несколько метров. дальнейшее увеличение температуры с глубиной связано с внутренними источниками: распадом радиоактивных элементов, гравитационной дифференциацией вещества, приливным трением, процессами метаморфизма и фазовыми переходами вещества. скорость возрастания температур с глубиной зависит от теплопроводности, проницаемости горных пород и генерации тепла источниками. Основная потеря внутреннего тепла Земли происходит за счет теплового потока, направленного вверх. меньшую роль играют вулканизм, землетрясения, гидротермальные источники. Величина плотности теплового потока из недр определяет энергетическое состояние поверхности Земли и тектонические особенности региона. Эта величина различна и в среднем составляет:для глубоководных океанических впадин-28-65, в пределах щитов-29-49, в геосинклинальных областях и срединно-океанических хребтах-100-300 и более. Среднее значение для Земли равно 64-75 мВт\м квадр. современное тепловое поле оказывает влияние на географические процессы земной поверхности, особенно на развитие живого вещества.

Перенос тепла на земном шаре

При определении переноса тепла в географической оболочки широко используется уравнение теплового баланса. Каждый конкретный участок земной поверхности характеризуется своим уравнением теплового баланса, меняющимся во времени. Основные физические параметры, характеризующие тепловой перенос, -теплоемкость и теплопроводимость тепла, а также динамические факторы, регулирующие приход и уход тепла. Фундаментальные значения для понимания процесса переноса тепла в географической оболочки имеют известные законы(начало термодинамики) Первое начало термодинамики является реализацией закона сохранения энергии приминительно к термодинамической системе и определяет влияние на систему поступления внешней энергии следующим образом:поступившее в систему тепло равно сумме приращений внутренней энергии системы и совершеной системой работой. Второе начало термодинамики объясняет движение потока тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой