2. Элементы земного магнетизма. Структура геомагнитного поля.

Перейдем от обозначения Н, принятого в учении о гео­магнетизме, к обозначению Т, принятому в магниторазведке. Рас­смотрим составляющие полного вектора напряженности геомагнитно­го поля Т. Возьмем прямоуголь­ную систему координат с нача­лом в точке измерений, ось г направим вертикально вниз (рис. 41), ос ьх— на географиче­ский север, ось у — перпендику­лярно на восток. В такой систе­ме координат проекции векто­ра Т на направления осей х, у, z называют соответственно север­ной, восточной и вертикальной со­ставляющими магнитного поля Земли и обозначают буквами X, Y, Z. Проекция полного вектора напряженности на горизонталь­ную плоскость хоу называется го­ризонтальной составляющей магнитного поля и обозначается буквой Н. как видно из рис. 41, направление Н определяет направление магнитного меридиана, а плоскость, в которой лежат векторы Н и Т, называется плоско­стью магнитного меридиана. Угол между направлением магнитного меридиана в данной точке и некоторым заданным направлением называется магнитным азимутом (он отсчитывается от направле­ния магнитного меридиана по часовой стрелке).

Угол D между направлениями географического и магнитного меридианов называется магнитным склонением (он отсчитывается от направления оси х по направлению движения часовой стрелки), а угол I между направлениями векторов Н и Т называется маг­нитным наклонением (он отсчитывается от горизонтальной плоско­сти вниз; в северном полушарии вектор Т направлен вниз, поэтому угол / — положительный; в южном полушарии, наоборот, Т на­правлен вверх, поэтому угол / — отрицательный). Рассмотренные составляющие X, Y, Z, Н, D, I являются элементами земного магнетизма.

В первом приближении магнитное поле Земли можно рассмат­ривать как поле шара, намагниченного по оси, отклоняющейся от оси вращения приблизительно на 11 °5'. При этом магнитный потен­циал шара можно определить как потенциал диполя:

где М — магнитный момент Земли, R — радиус Земли, а угол θ = 90° ‑ φ, φ — магнитная широта.

Напряженность магнитного поля Земли Т и значения его верти­кальной составляющей Z и горизонтальной составляющей Я мож­но определить из равенств

Полный вектор Т достигает наибольшего значения на плюсах (М = 0°, 180°), где значение его составляет |T|пол=70000нТл;

а наименьшего — на экваторе (θ = 90°, 270°): (|Т|экв=42000нТл)

Магнитная стрелка у магнитных полюсов займет вертикальное положение, а на магнитном экваторе — горизонтальное.

Элементы магнитного поля Земли можно определить из приве­денных формул лишь приближенно. В действительности оно содер­жит большое количество аномалий различных размеров и различ­ного характера.

Т_гл=Т_диполя+Т_{матер.аном}+Т_{ионосф.токов}

В гравиразведке: Тгл=То, где То – нормальное поле.

Тнабл=То+Таном, отсюда: Таном=Тнабл-То.

В настоящее время основной причиной земного магнетизма счи­тают электрические токи, которые генерируются в ядре Земли, об­ладающем высокой электропроводностью.

Геомагнитное поле имеет структуру, характерную для диполя, но измененную влиянием солнца: