
- •Магнитное поле Земли
- •1. Исторические сведения о земном магнетизме
- •2.1.2. Аномальное поле
- •2.1.3. Внешнее поле
- •2.2. Вариации магнитного поля Земли
- •1,5 Раза превышали современное. Эти вариации мерно колышат
- •3. Природа магнитного поля Земли
- •3.1. Электрические гипотезы: термоэлектрического эффекта,
- •3.2. Ферромагнитная гипотеза
- •4. Новый взгляд на природу земного магнетизма.
1,5 Раза превышали современное. Эти вариации мерно колышат
магнитное поле Земли много миллионов лет. Там, где палеомагнитные данные могут быть достаточно точными и подробными, мы всегда видим периодические изменения поля с таким характерным временем.
Вторая группа вариаций связана с изменением во времени
той части магнитного поля Земли, которая составляет основные,
самые заметные отклонения от дипольного поля. Мореплаватели,
начиная со времени Колумба, составили карты магнитного склонения. Современный анализ этих карт и данных, положенных в
их основу, позволили довольно уверенно проследить развитие этих вариаций в пространстве и времени. Конечно, данных недостаточно, чтобы выделить последовательное поведение и распад многих крупных особенностей поля, но один "цикл" прослежен убедительно. Современное "недипольное" поле представляет собой ряд крупных, простирающихся на многие тысячи километров "мировых аномалий". Последние несколько сотен лет они росли, распадались и при этом двигались по поверхности Земли. Аномалии зарождались в низких широтах, где-то вблизи экватора, двигались к западу, затем их путь
искривлялся, они все более сворачивали к ближайшему полюсу и, наконец, распадались, рассасывались, исчезали.
Третий тип вариаций - 60-летние (рис.3). Они имеют еще меньшие пространственные размеры. Если выделить изменения поля только за их счет, то направление изменений горизонтальной составляющей напряженности поля покажет в сторону, где они максимальны. Возникнув в одном месте, некоторые аномалии поля начинают расти, достигают максимума и затем распадаются. Новые аномалии возникают совсем в другой точке, удаленной на тысячи километров. Интересно, что за время своего существования "аномалия" никуда не движется относительно земной поверхности. Пространственные размеры этих "аномалий"- первые тысячи километров.
И, наконец, четвертый тип вариаций - 10-20-летние (рис.3).
Они резко отличаются от предыдущих: сравнительно малы по амплитуде, достаточны быстротечны, но площади их распространения очень обширны. Эти вариации близки к гармоническим и охватывают всю поверхность Земли. Для вариаций с периодом около 20 лет, например, создается впечатление, что магнитное поле чуть-чуть дрожит с периодом около 20 лет, причем дрожит не по величине, а по направлению, проскальзывая немного к востоку-западу вокруг оси вращения Земли, подобно балансиру в наручных часах.
Изменчивость магнитного поля Земли, суточные и вековые
вариации, западный дрейф, обуславливают необходимость периодического повторения магнитных измерений и обновления магнитных карт. Поэтому на картах составляющих геомагнитного
поля обычно указан год, которому соответствует показанное распределение поля (рис. 2).
3. Природа магнитного поля Земли
Долго существовало предположение, что геомагнитное поле
постоянно и что создают его намагниченные породы Земли. Эта
гипотеза возникла в то время, когда сведений о вековой вариации
не было совсем. Сейчас мы знаем, что магнитные свойства горных
пород исчезают, если их температура превышает некоторое критическое значение - точку Кюри. Для пород, богатых магнетитом,
предельное значение температуры Кюри составляет 560 градусов
Цельсия. Гипотезе постоянного намагничивания противоречат и
все современные сведения о вековых вариациях. Гипотезу подновили, пытаясь объяснить постоянной намагниченностью хотя бы часть главного поля, ту, которую мы отнесли к эффектам второго
порядка. Однако эта часть поля не только подвержена достаточно
быстрым (через 300-600 лет) изменениям, но и смещается к западу.
Трудно придумать такой физический процесс (нагрев, изменение
давлений, химические превращения), который происходил бы столь
быстро и которым можно было бы объяснить наблюдаемые свойства
вековых вариаций. Так что в наши дни от гипотез постоянной
намагниченности сохранилось только образное выражение : "Земля -
большой магнит". Не более 2 % магнитного поля Земли (аномальное поле) можно объяснить магнитными свойствами (индуктивная
и остаточная намагниченность) тонкого поверхностного слоя
земной коры.