КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

магнитното поле на Земята




Лекция номер 5

Основните въпроси, разгледани в лекцията:

1. Кратка историческа информация.

2. Естество на геомагнетизма.

3. Елементи на магнитното поле на Земята.

4. Структурата на геомагнитното поле.

5. магнитосферата и земните радиационни пояси.

6. светска варирането на геомагнитното поле.

7. аномалии на геомагнитното поле.

1. Кратка историческа информация. Земята магнетизъм, или геомагнетизма - е Earth имот като небесно тяло, което прави наличието на магнитно поле около него. Науката за сухоземни магнетизъм - geomagnetologists - един от най-старите и най-обширните дисциплини на геофизиката. Феноменът на наземна магнетизма е известен на човечеството още от древни времена. В продължение на много векове преди новата ера, китайски, араби, гърци и други -narody знаят за съществуването на мистериозен камък херкулесова способен да привлече парчета желязо. По-късно, камъкът започва да се нарича лидийски камък, и още-късно - сидерит (в превод от гръцки -. Iron)., Stone Магнус и т.н. В крайна сметка, всички тези имена са заменени с един общ термин "магнит", което на гръцки означава буквално "камък от Магнезия" (Тесалия област в Североизточна Гърция).

Преди около 2000 година, народите на древен Китай, Египет и Вавилон са знаели за съществуването на магнитното поле на Земята; те са знаели, че пръчката на естествения магнитен желязната руда (прототип на магнитната стрелка) във всяка точка на земната повърхност е склонна да поеме определена позиция, приблизително съвпада с посоката на север - юг. Чрез съществуваха данни първото устройство за определяне на кардинала е магнитен компас, изобретен от китайците през първата ера на династията Хан (206 г. пр.н.е. .N. SE, '25 BC. Д.). Древна компас беше гладко полирана медна плоча, която се превръща лесно постави стрелка-показалеца от магнитната желязната руда: желязна руда във формата на закръглено тяло, наподобяващи на външен вид лъжица, една точка за контакт с плочата. Китайците използват компас за земя пътуване.

Първото споменаване на компаса в Европа принадлежат към XII-XIII век. По това време, магнитната стрелка на компаса е монтиран на тръбата, плаващ в съд с вода. В началото на XIV. Италианската F. Gioia подобрена магнитен компас. Той дойде идеята за налагане на магнитната игла вертикална игла и прикачете кръг хартия - компас роза, разделен на 16 точки на компаса. Това е компаса, руски Pomor напитка. В XVI век. въведено разделение на роза от 32 румба. В развитието на бизнеса компас в Русия играе важна роля работа Ломоносов.

Най-ранната цялостна монография, посветена на магнита и неговите свойства са "буквите" на френския учен и fortifier Peregina П. (1269), в която той описва всички известни към момента на свойствата на магнита и за първи път дава името на полюсите на магнита. Стрелката сочи на север, Peregin нарича северния полюс, и обратното - на юг.



Преди гмуркане Х. Колумб в Америка (1492), специално внимание на причината за ориентацията на компас иглата на север никой не показа, тъй като учените от време вярвали, че тя се дължи на привличането на стрелката North Star. Докато пресичане на Атлантика, Колумб забелязал, че около половината път между Европа и Америка компас се отклонява от географския меридиан близо 12 ° на запад. Измерванията, направени при пристигането си в Новия свят, показаха, че стрелката на компаса отново изтъква право на север. Този факт поражда съмнения за правилността на старата хипотеза за привличането на магнитната стрелка North Star, и е довело до сериозно проучване на новооткритото явление.

Така в края на XV. Европа е наясно с отклонение на магнитната стрелка от истинския меридиан и от степента на отклонение от място на място. Тези факти са отбелязани в началото на широко разпространени измервания на магнитната деклинация, т.е. ъгълът между географския меридиан, а оста на иглата - .. .magnitnym Меридиан

В 1510 часовникар от Нюрнберг G. Hartmann тя открива един нов феномен - той е открил, че магнитната игла не е. Само се отклонява от географския меридиан, а да бъде спрян през центъра на тежестта (или определена по хоризонталната ос), има тенденция да се огъват под ъгъл спрямо хоризонталната равнина, наречена магнитно наклон.

С тези открития, в действителност, има своето начало и науката за наземна магнетизма. Наред с изучаването на феномена на отхвърляне започва изучаването на нов феномен - наклонът на магнитната стрелка. В резултат на наблюдение, беше установено, че и двете деклинация и склонността да имат различни стойности в различни точки на повърхността на земята. В същото време те се променят от една точка, за да се подчиняват на определени закони, въпреки че е много трудно.

През 1600, V. Gilbert, съда лекар на кралица Елизабет I и "баща на науката магнита", публикува книгата "На магнита, магнитни тела и голям magnite- Земята." В тази работа за първи път осигурява теоретична разбиране на причините за сухоземните магнетизъм, и в момента не се губи своето значение. Като модел на Гилбърт Земята взе магнетизираната желязо топка (той нарича Теръл), която се формира с помощта намагнитВана големият камък в Англия, и учи показанията на компаса в близост .nego. Така че, той установи контакт с магнитното поле на земното кълбо на Земята, което показва, че причината за наземна магнетизма да бъде не търси отвън, но вътре в Земята. Тези проучвания Gilbert първи показаха, че Земята е гигантски равномерно магнитизирана сфера с две магнитни полюси. По този начин, според Gilbert Земята е гигантски стрелка във формата на топка. Въпреки това, отговорът на основния въпрос защо Земята се магнитизирана, той даде .ne.

През 1835 г., професор от Казанския университет Симонов публикува "Математическа теория на наземна магнетизма Experience", в която той показа, че магнитното поле на Земята, причинени от комбинирания ефект на магнитните частици вътре в нея ще бъде идентично с полето на дипол [1], ако предположи, че частиците се разпределят равномерно. През 1829 обсерватория бе открит в Санкт Петербург, където бяха часови наблюдения на магнитна деклинация, и през 1836 г. отвори обсерватория в Екатеринбург, която работи и до днес. В годините 1871 -1878. Симонов предприе систематичен магнитен проучване на почти цялата европейската част на Русия.

През 1839 г. имаше две класически произведения на немски математик Гаус "Напрежението магнитна сила на Земята, сведени до абсолютен мярка" и "Обща теория на сухоземните магнетизъм." В тях, той даде математически израз за компонентите на напрежението - географска ширина и дължина на си при спазване на сайта. В действителност основите на съвременните идеи за магнитното поле на Земята са били положени в тези работи.

Гаус е първият, който прави сферична анализ на геомагнитното поле, т. Е. Пространството, в което се проявява магнитни сили, е получил редица фундаментални резултати той разделя областта геомагнитното на вътрешни и външни, че е. Д. На терена, източниците на които са разположени във и извън Земята.

Както вече знаем, вътрешните магнитни източници полеви са в ядрото на Земята (с изключение на една малка на фона на намагнитване на скалите), и външното поле - в йоносферата. Заслугата на Гаус е, че неговият метод е възможно да се идентифицира дипол част на областта и да се установи каква е част от него във връзка с цялата геомагнитното поле. работа Гаус е основата, върху която е построена сградата на съвременната наука на наземна магнетизма. Terrestrial Magnetism обърне внимание на най-големите руски учени: Ломоносов, Л. Ойлер, Симонов, PN Лебедев, NA Umnov и др.

Първите систематични измервания на отделните елементи на геомагнитното поле са започнали в Лондон и Париж в XVI век. В момента по света има около 200 постоянни обсерватории, включително 20 - .В нашата страна. Най-дългата серия от наблюдения са най-старият от тях: от 1829 - Voeikovo (Санкт Петербург), с 1836 - Висока Дъбрава (Екатеринбург), Dusheti (Тбилиси) и Zaymische (Казан). В началото на този век, Академията на науките на въпрос бе повдигнат за провеждането на магнитно изследване на цялата територия на Русия. Инициатор на това предприятие е директор на Главна Геофизичния обсерватория Академик MA Rykachev на. До 1940 г., Общото магнитно Изследването е завършен, което позволи да се изгради една магнитна карта с точност, която по-рано не и може да се предположи.

В зависимост от това къде магнитното проведеното, те са разделени на земя, море (hydromag-), въздух (аеромагнитни) и сателит. Всяка от тях се отличава със своята метод и изисква специфично оборудване. Голям успех в изучаването на пространствената структура на геомагнитното поле постига благодарение на заснемането на изкуствени спътници и ракети в космоса.

Наблюдения с космическия кораб показаха, че магнитните полета са често срещани във Вселената: те съществуват към звездите, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. Наскоро получени данни за наличието на магнитното поле на планетите Уран и Нептун. Сложната система от магнитни полета е слънцето.

2. Естество на геомагнетизма. Естеството на геомагнетизма преди началото на XIX век. обясни просто: "В самата земя е голям магнит." От тези обяснения се оказа, че в рамките на earth-.in земната кора, мантия и ядро ​​"скрит" много силен магнит. Той беше този, който контролира поведението на магнитен компас игла, което го кара да бъде инсталиран по протежение линиите на магнитното поле опасва земното кълбо и създаващи магнитно поле на Земята. От тези изявления, впоследствие формира на базата на така наречената хипотеза на феромагнитен характер на наземна магнетизма, от това следва, че магнитното поле на Земята е по никакъв начин не е свързан с електрически ток, и зависи само от магнитните свойства на материята на нашата планета. Провалът на феромагнитен хипотезата стана ясно, след като двете фундаментални открития във физиката, в непосредствена близост един до друг в началото на XIX век. Първият е направено от датския физик Оерстед Х. (1820). Същността му се свежда до откриването на магнитното поле, произтичащи около проводника чрез електрически ток, който се движи. Вторият е свързан с името на френския физик А. Ампер, формулирана през 1827 г. най-известните "правилото" за определяне на посоката на магнитната игла отклонение ток. Ампер първо да се разбере, че ако на електрически ток ще тече във вътрешността на Земята от изток на запад, се появява магнитно поле на Земята и на земното кълбо ще изглежда като магнетит Хилберт.

Необоснована феромагнитен хипотеза следва от geomagnetologists изчисленията: да се обясни на геомагнитното поле магнетизъм е необходимо наземна значение да се съсредоточи магнитна маса в един много тънък повърхностен слой (около 30 км) на земната кора, на слой, който трябва да се състои от чист магнетит (магнитна желязна руда, съдържаща повече от 70% чист желязо). Но, както е известно, на магнетит слой отсъства на земното кълбо. Има и други изчисления. Така че, за да се създаде в момента съществуващата геомагнитното поле трябва да е в центъра на Земята, за да постави гигантски диаметър цилиндрична .magnit на около 200 км, а 4000 km.

Учените са предложени други хипотези, които са свързани с формирането на магнитното поле на Земята или чрез охлаждане на Земята ядро, или да хетерогенността на вътрешните области на земното кълбо. В самото начало на XX. Имаше една хипотеза, която обяснява магнетизма .zemnoy ежедневно въртене на Земята. Известно е, че Земята е заредена с отрицателно електричество. въртенето му създава ток и електрически ток е винаги заобиколен от магнитно поле. Но теоретично изчислен интензивност на областта е в размер на десетки милиони пъти по-слаби от магнитното поле на Земята е вярно.

През 1939 г., американски физик W. Elsasser представи нова теория за произхода на наземна магнетизма: Land магнитизирана термоелектрически токове, които текат в ядрото на течност Земята. Известно е, че термоелектрически ток се случва, когато един възел на двата метала се нагрява над друга. Според Elsasser, има подходящи условия за възникване на термоелектрически ток в ядрото на Земята. В основата на различни метали се смесват, така че .vsegda има контакт между двата метала, докато в течно състояние. В допълнение, температурата на различни дълбочини в ядрото е различен, е необходимо да се поддържа термоелектрически в ядрото на Земята: контакт на различни метали и диференциална температура.

Подгряване твърдо вътрешно ядро ​​и мантията охлажда течно външно ядро ​​материал, намиращ се над участват във веригата на конвекцията, разпадащи се в много отделни циркулационни потоци. Струята на разтопен метал тече от центъра на ядрото по радиуса на повърхността. Когато Земята се върти под въздействието на Кориолис сила струя траекторията на е крива, като се обърна. в своя пръстен, обхващащ оста на Земята. Въз основа на това, Elsasser се опита да докаже, че по протежение на разтопен метал вихъра на трябва да премине от изток на запад термоелектрически ток, да се повлияе на Земята. В действителност, комплекс движението на основната материя и термоелектрически tsirhuliruyuschih тя не се поддава на точно изчисление. И не всички предложения Elsasser достатъчно обосновани.

Независимо от това, теорията на намагнитване на термоелектрически течения Земята произвежда появата на нова модерна и по-сложни хипотези за произхода на наземна магнетизма. Тази хипотеза е теорията на вихровите токове в ядро ​​на Земята, или теорията на хидродинамичен динамо. Това често се нарича HD-теория. В момента, тази теория се споделя от повечето геофизици. Теорията се базира на хидродинамични Динамо геофизици установен факт, че на дълбочина от 2900 km е "течен" външно ядро ​​на Земята с добра електропроводимост (106- 105 / т).

Идеята на хидродинамичен динамо беше предложен през 1919 г., Larmor в Англия, за да обясни магнетизма на Слънцето. Наземният магнетизъм, тази идея не е употреба до 1947 г., когато Съветският физик Френкел изрази идеята, че термичната конвекция в ядро ​​на Земята е точно причината, която кара динамо gyromagnetic земната сърцевина. Френкел заслуги се крие във факта, че той намери прилики между процесите, които протичат в ядрото на Земята, както и работата на динамо самостоятелно развълнуван.

Когато такъв динамо започва, неговата магнит (статор) се магнитизирана слабо. Веднага след като котвата на динамото, които са навити намотки от проводник, бързо се превръща в слабо магнитно поле на статора, възниква индукционен ток. Той е малък и не е подходяща за използване. Неговата сила да тече през намотката на динамото, така че да се магнитизирана, т. Е. Засилено магнитното поле на статора. Завоите на котвата продължава да се върти, но сега в силно магнитно поле, и те са по-мощни индукция ток. С всеки нов обрат динама става самостоятелно усилване на магнитното поле.

Основните разпоредби на хидродинамичен динамо хипотеза са както следва.

1. Благодарение на така наречените gyromagnetic [2] и ефекта на въртенето на земята по време на неговото формиране може да бъде много слабо магнитно поле. Gyromagnetic ефект - е намагнитването на феромагнитни тела поради тяхното въртене, и въртенето на намагнитването при определени условия. The gyromagnetic ефект се наблюдава връзка между механичните и магнитни моменти на атомите.

2. Наличието на свободни електрони в сърцевината и въртенето на Земята в слабо магнитно поле, причинено в ядрото, за да индуцира вихрови електрически токове.

3. предизвикани вихровите токове от своя страна създават (генерират) магнитно поле, както е динамото. Увеличението на магнитното поле на Земята би трябвало да доведе до ново увеличение на вихрови токове в ядрото, а последният - за увеличаване на магнитното поле.

4. Метод, подобен на регенерирането трае толкова дълго, колкото разсейване на енергия поради вискозитет на ядрото и електрическо съпротивление не компенсира допълнителната енергия на вихровите токове и други фактори.

По този начин, според Френкел, ядро ​​на Земята е един вид природен турбогенератор. Ролята, която тя играе в топлината на турбината потоци: те вдигне от недрата на ядрото до радиуса на големите маси от разтопен метал с течна имот. По-студено и по тази причина по-тежките частици се спускат надолу по-горните слоеве. The Кориолис сила "спин" им около земната ос, като се образува гигантски намотки вътре в "наземна динамото." В тези затворен поток от горещ метал, както и в намотките на тел закотвен обикновен динамо, беше едно време да се индуцира ток. Той постепенно намагнитване ядро ​​на Земята. Първо много слабо магнитно поле се усилва, докато преди не достигнала лимита си стойност с течение на времето. Тази граница е достигната в далечното минало. И въпреки че земята продължава турбогенератор, кинетичната енергия на метални потоци течните сега не струва изместващото земната сърцевина, и всичко се превръща в топлина.

Произход слаба начална магнитно поле, без които генератор турбина на Земята не може да започне да работи, то е лесно да се оправдае. За да направите това, нека си припомним хипотезата за възникването на наземна магнетизма под влиянието на дневна въртене на Земята. Той се счита за неуспешен, защото глобус даде незначителен намагнитване. Но в естествената "турбогенератор" първоначална поле може да бъде произволно малък, тъй като с течение на времето се увеличава до необходимия размер.

Макар че не всички сложни въпроси решени Френкел теория. Вие не може, например, да се изчисли стойността на индуцирания ток в ядро ​​на Земята. Все още не е известно закони на движението на високо проводим метал електрически ток в магнитното поле на ядрото на Земята. Няма един единствен отговор на въпроса на фундаменталната енергия .istochnike хранене на gyromagnetic динамото. Според някои учени властта "двигател", който подпомага работата на хидродинамичен динамото е около 3 · 1013Vt. В тази връзка, се обръща внимание на факта, че за една и съща топлина поток идва от земята към атмосферата.

Поради това, образува такъв голям топлинен поток? Някои учени предполагат, че това е най-вече топлината на разпад на радиоактивни вещества на Земята. Въпреки това, тези източници в ядрото на земята е сравнително малък. Тогава другите хипотези за източници на енергия са били изтъкнати в подкрепа на работата на хидро-магнитен динамо в ядро ​​на Земята. Този така наречен гравитационно конвекция хипотеза. Сред тях ние говорим за две от най-интересните, по наше мнение, хипотезата. Един, според идеята на американския геохимик Юри, твърди, че формирането на ядро ​​на Земята е все още в ход поради гравитационното диференциацията на желязо. Ето защо, освобождаване на желязо от мантията на ядрото е източник на енергия, поддържане на хидро-магнитен динамото. Втората хипотеза е посочено от съветската геофизик SI Braginsky на (1967), е да се гарантира, че течната сърцевина се формира от сплав от желязо и силиций. Разтворимостта на силиция в желязо, като се увеличава и намалява налягането, като по този начин увеличаване на броя на падане твърда сплав от силициеви кристали, които са насочени нагоре. Едновременно с този процес, по-горни слоеве плътност се преместват в по-вътрешната сърцевина от силиций. По този начин създава конвекция движение на материала на ядрото, чиято енергия се преобразува в енергия на хидро-магнитно динамо.

Механизмът, който генерира магнитното поле на Земята, стабилен, надежден и безпроблемно "работа" през целия си живот и на Земята в близко бъдеще няма причина да го спре. Според професора, Университет Мюнхен G. Zoffelya, електрическата проводимост на течност материал в интериора е толкова голямо, че, ако по някаква причина gyromagnetic динамото изведнъж "изключен", магнитната сила на повърхността на планетата ни сигнализира за него, само след много хиляди години.

В полза на теорията на хидродинамичен динамо казва следния факт. магнитното поле на Земята съществува около W милиард години, което е около 1500 милиона година по-малко от нейната възраст. Така че това не е реликва, и в отсъствието на редуциращ механизъм не би могла да съществува през целия геоложката история на Земята.

The идея intraterrestrial "турбогенератор" привлече много последователи. Постоянно тази теория разви Б. Elsasser през 50-те години., E. Булард в 60-те години. и Д. Паркър в 60-те години. (Англия). Това е особено съблазнително, защото това е полезно да се обясни на магнитното поле не само земята, но и магнитни полета на всички небесни тела: Слънце, звезди, планети, мъглявини. Може би във всички тези небесни тела също се работи "космически турбогенератори" самостоятелно развълнувани. Учените все още не са успели напълно да разкрият истинската причина за магнетизма на Земята и другите небесни тела, но геофизика беше близо до решаването на този труден проблем.

3. Елементи на магнитното поле на Земята. Във всяка точка от повърхността на магнитното поле на Земята се характеризира с пълна интензивност вектор Hm, големината и посоката на която се определя от три елемента от наземна магнетизма на; хоризонталната компонента на Н напрежение, магнитна деклинация D и наклон I. деклинация - ъгълът в хоризонталната равнина между географските и магнитните меридиани; магнитни наклон - ъгълът във вертикалната равнина между хоризонталната равнина и посоката на общия вектор ЗМ.

Ако оста х (. Фигура 5.1) Правоъгълна координатна система, насочена към географския север, оста у - на изток, и на оста OZ - вертикално надолу, проекцията на общото вектор Hm на OZ ос е вертикалната компонента на Z, в хоризонтална равнина - хоризонтална Н. компонент проекцията на H върху оста х е северната част, и по оста у - изток.

Той се счита за положителен Easting, и Западна - отрицателна. В района на Москва, като ъгълът на наклон е 7 ° на изток, а в Якутск, на около 17 °, на запад. Това означава, че в северния край на иглата се отби в Москва на 7 ° вдясно на географския меридиан, а Якутск - 17 ° от съответните .vlevo меридиан. Наклон се счита за положителен, когато пълния вектор Hm изпратен от земната повърхност (за Северното полукълбо), отрицателно - в посока на Hm нагоре (в южното полукълбо). Най-голям наклон (90 °) се наблюдава в близост на магнитните полюси, когато върхът на иглата е насочена вертикално надолу.

Стойностите на H, X, Y, Z, D и аз се наричат ​​елементи на наземна магнетизма, и елементите на H, X, Y и Z компоненти на силата, наречени магнитното поле на Земята, и D и I - ъгъл.

Пълен вектор на магнитното поле на Земята HT, неговата мощност компоненти H, X, Y и Z имат измерение на A / m, деклинация D и наклон I - ъглови градуси, минути и секунди. Магнитното поле на Земята е сравнително малка: пълен вектор Hm .izmenyaetsya на 52.5 A / m на прът до 26.3 A / m на екватора. Минималната якост на геомагнитното поле (около 20 A / m), там е най-южната точка на Южна Америка. Средната интензивност на магнитното поле на Земята е приблизително равна на 40 A / m. Трябва да се отбележи, че за сравнение в лабораторията, учените могат лесно да създават магнитно поле сила от повече от 100,000. А / м.

Измерванията на геомагнитното поле се извършват в стационарни и пешеходни магнитни обсерватории и по време на специална наземния, морския и космическата магнитни изследвания. В момента, в абсолютни магнитни наблюденията, направени в света в повече от 300 хиляди. Т, т. Е. На повърхността на земята не е по-големи площи, които не разполагат с данни за елементите на геомагнитното поле.

Фиг. 5.1 - Елементи на сухоземните магнетизъм

Абсолютните стойности на елементите на наземна магнетизма малки и така те се използват за измерване на високо прецизна техника - магнитометри и магнитни Вариометър; Вариометър достъпно за измерване на количествата, H и стойности Z. В последния 40-50. S широко развита туризъм магнитни станции, оборудвани с усъвършенствани оптико-механични и квантовата магнитометри. Разпределение на стойностите на магнитното поле елементи върху земната повърхност е изобразена върху магнитни карти във формата на контурни линии, т.е.. Д. линии, свързващи точки с еднакви стойности на даден елемент на магнетизма. Линии за карта свързващи точки с еднаква деклинация на D, наречени isogons, със същия наклон I - isoclines, с една и съща H или Z - Izodinit хоризонтални или вертикални компоненти от общата интензивност вектор и Дим със същата X или Y - Izodinit северните и източните части. Съответно, магнитни карти се наричат ​​"isogon Карта", "Карта isoclines," и т.н. ...

Стойностите на елементите на наземна магнетизма непрекъснато променящите се с времето и затова магнитните карти се обновяват на всеки пет години. Тяхната компилация да съвпадне по време с средата на годината (от 1 юли) кратно на пет години (1980, 1985, 1990 и така нататък. Г.), И тази точка се нарича "ерата на такава една година." Магнитни карти могат да се правят за определени региони, страни и цялата Земя като цяло. В последния случай, те се наричат ​​световни карти. Първата световна магнитна карта, и това е карта isogon, построена през 1701, известният английски астроном и геофизик E. D алеи.

Като цяло, по време прилича на картата isogon географските меридиани: D контурни линии на равни стойности излизат от една точка на земното кълбо и се събират в другата, разположен почти на противоположната страна на Земята. В повечето части на света, спадът не надвишава няколко десетки градуса.

Ако се изгради isogon карта до географските полюси, те ще се сближат в не една, а две точки, едната от тях - географския полюс, а от друга - магнитен. Причината за това е несигурността на спад и на географските и магнитните полюси, където това може да отнеме стойности от 0 до 360 °. В действителност, тъй като отклонението е ъгълът между географския и магнитния меридиан и географския меридиан по географски полюс отсъства, и деклинацията е неопределено. Същото нещо се случва с магнитен полюс, където има географския меридиан, но не е магнитен, така че концепцията за деклинация е безсмислена.

За разлика от isogon isoclines карти карта е поредица от успоредни криви, издължени в географската ширина посока. Това нула изоклина или магнитен екватора, където аз = от 0 °, огъване по целия свят, които преминават в близост до географския екватора. От двете страни на магнитна наклона на екватора в прехода към магнитните полюси се увеличава от 0 до 90 °.

Карта Izodinit хоризонтална компонента H също споменава ширини за напредъка; както ние се движат от север на юг магнитен полюс ценности H се увеличава от нула до .maksimuma, след това отново намалява до нула. Най-високият връх на H равно на 31.8 A / m, е необходимо да не се магнитната екватора и в област Sunda острови.

По-малкият мащаб на картата, толкова по-малко точност в контуриране и, следователно, по-ниската линия между действителното разпределение на магнитното поле и образа на него на картата. За дребния местни функции във всички области .raspredelenii загладени, и следователно магнитната карта от такъв мащаб (и обикновено се отнасят към тях свят карти), следва да се разглежда като една картина на средното разпределение на наземна магнетизма. На мащабна графики, които обикновено се признават на регионалните и местните аномалия контурни елементи на наземна магнетизма са сложни.

4. Структурата на геомагнитното поле. Земната магнитно поле върху униформата на структурата. Тя е съставена от две части: постоянен и променлив полета. постоянно поле, причинени от вътрешни източници на магнетизма; променливо поле източници са електрически ток в горните слоеве на атмосферата - йоносферата и магнитосферата. На свой ред, постоянно магнитно поле е по природа хетерогенен и се състои от няколко части. Като цяло, следователно, на магнитното поле на Земята се състои от следните области:

Hm = Ho + Nm + Ха + Hb + бн, (5.1)

където Лим - магнитното поле на Земята; Но - областта на дипол, произведен от хомогенна намагнитване на земното кълбо; Nm - напрежение nondipole или континентален, полета, създадени от вътрешни фактори, причинени от хетерогенността на дълбоките слоеве на Земята; На - интензивността на аномални полета, създадени от намагнитването на горните части на земната кора; Nv - силата на полето, чийто източник е свързан с външни причини; бн - магнитни вариации интензитет на поле, причинени от външни фактори.

Сумата от областта Ho + Nm = NG формира основната магнитното поле на Земята. Аномални поле се състои от две части: областта на регионален характер H и областта на местно (локално) природата Nl. На регионално аномалия може да се прилага локално и след това Ha = Hp + Nl.

Сумата от областта Ho + Nm + HB обикновено се нарича нормално поле. Въпреки това поле HB прави много малък принос към общото геомагнитното поле Hm. В областта на изследването на геомагнитното поле, съгласно данните на магнитни наблюдение и магнитни изследвания, показва, че външното поле по отношение на вътрешния е по-малко от 1% и, следователно, могат да бъдат пренебрегнати. В този случай, нормалната областта съвпада с основната магнитното поле на Земята.

Magnetic изследването показват, че земната магнитно поле в първо приближение, е поле на равномерно магнетизираната сфера, или дипол, т.е.. Д. магнитни полюси, които са разположени на известно разстояние един от друг (фиг. 5.2). Център на магнитен дипол на Земята се измества спрямо центъра на Земята до средната стойност от 0.07 на радиуса в посока на Тихия океан, и оста на двуполюсни, или магнитно земната ос е наклонена спрямо оста на въртене на нашата планета на 11,5 °. Ето защо, географските полюси не .sovpadayut магнитни.

Като всеки магнит, линиите на магнитното поле на Земята от север магнитен полюс, който се намира в южното полукълбо, и, первази Земята и разширяване на десетки хиляди километри и повече в пространството близо до Земята, изпратено до южния магнитен полюс, който се намира в северното полукълбо.

Геомагнитните полюси се намират на мястото, където магнитното земната ос пресича повърхността на Земята. Въпреки, че магнитното северния полюс се намира в южното полукълбо, а на юг - север, в общ език те се наричат, по аналогия с географските полюси.

Фигура 5.2 - магнитното поле на сферичен магнит

С течение на времето, магнитните полюси променят своята позиция (фиг. 21). По този начин, на север магнитен полюс на ходовете ден по повърхността на Земята 20,5 м (7.5 km годишно), а на юг - 30 метра (11 km годишно). В момента, на север магнитен полюс се намира в северната част на Канада, и има следните координати:. φ = 72 ° 12 'с. w и λ = 68 ° 48 'с. г. До 2185 тя е съобразена със северния географски полюс. В 2400 Северния полюс ще се намира вече на. Таймир. Южна магнитен полюс в момента е край бреговете на Антарктида (φ = 78 ° 12 'С. М., И λ = 111 ° 12' с. Д.) и се движи в посока на Австралия.

5. магнитосферата и земните радиационни пояси. магнитното поле на Земята, има не само в близост до повърхността на Земята, но и на големи разстояния от това, което се откриват с помощта на космически ракети и междупланетни космически станции. На разстояние 10-14 Earth радиуси геомагнитното поле дънна платка отговаря на магнитното поле и полето на т.нар слънчевия вятър. [3] Слънчев вятър е отлив на слънчевата плазма корона (коронарната газ, състоящ се главно от водород и хелий) в междупланетното пространство. Скоростта на вятъра частици слънчеви (протони и електрони) е огромна - около 400 км / сек, броят на частиците (телца) - няколко десетки до 1 cm 3, температурата - до 1,5-2 милиона градуса. На границата на магнитното поле и магнитното поле на Земята е около (0,4-0,5) х 10-2 A / m.

Обхват на магнитното поле на Земята, наречена магнитосфера, а външната му граница - (. Фигура 5.3) на magnetopause. На геомагнитното поле оказва значително влияние върху слънчевия вятър. Поради това влияние магнитосферата има сложно сълза форма: на страната, обратна на слънцето, то се компресира на противоположната страна - е силно опъната, образувайки така наречената магнитна опашка. Той се простира на магнитосферата, огромното разстояние: най-малката - в посока на Слънцето - до 10-14 земята радиуси, най-големият - с нощния страна - около 16 Земята радиуси. Magnetic опашката има дори по-големи размери (според сателити - в стотици Earth радиуси).

В районите, отдалечени опашка плазма мантия се понижава поради дифузия в равнината на екватора на Земята и изпълва вътрешността на опашката. Този така наречен плазма слой, в който е неутрален слой. На върха на този слой е положително заредена и отрицателно заредени отдолу слой.

Магнитосферата закъснения потоци от слънчевия вятър, не ги преминаващи към повърхността на Земята. Слънчевият вятър, както се огъва по целия свят и е изместен към нощното страна, дърпа в една и съща посока на линиите на магнитното поле. Деформацията на полеви линии се дължи на факта, че слънчевата плазмени потоци носят със себе си, така да се каже "замразени" магнитно поле, което взаимодейства с магнитосферата на Земята.

Взаимодействието на магнитното поле на слънце с магнитното поле на Земята, води до образуването на предната шок, който има формата на параболоид. На границата на шок предната част на налягането на вятъра на слънчева е базирана на налягането на магнитното поле на Земята. Слънчева плазма въвеждане на магнитното кухина е запечатана, тя забавя, блъскане в мощно поле на Земята, и да го увива С увеличаване на слънчевия вятър магнитосферата се компресира, приближава земната повърхност, и отслабването - се разширява, се отдалечава от нея.

Фигура 5.3 - Структурата на магнитосферата на Земята: 1 - слънчевия вятър; 2 - удар отпред; 3 - магнитна кухина; 4 - magnetopause; 5 - горна граница на полярната магнитосферата разликата; 6 - плазма мантия; 7 - външната радиация колан или plasmasphere; 9 - неутрален слой; 10 - плазмен слой

Магнитните полюси на региона не съществува магнитосферата и вятърни частици слънчеви могат да достигнат земната атмосфера, чрез така наречената полярна разликата, или листенца, и праговите полярното сияние. Въпреки това, основният дял на вятъра частици слънчеви плаващи в magnetotail, плазмата формиране на мантията.

На среща с магнитосферата на слънчеви протони на Земята имат средна енергия от около 1 Кев и електрони - много по-малко - около няколко zlektronovolt. Част от протони и електрони, които имат висока кинетична енергия, е в състояние да проникнат в магнитосферата и я задържа в определени области, известни като радиационните пояси. Електроните, които имат по-ниска енергия, забавени от външен електронен колан, и протони, имат повече енергия, да проникне по-близо до Земята, и задържани във вътрешната протон колан, или plasmasphere.

Това се получава, както следва. Пренесена от слънчевия вятър потока от електрони и протони, достигайки магнитосферата започва да взаимодейства с магнитното поле на Земята. Електроните хванати в капан от геомагнитното поле и извън него с висока скорост се движат заедно спираловидни пътеки около магнитните силови линии. Линиите постепенно "сгъстяване", идващи към земната повърхност в полярните региони (вж. Фиг. 5.3). Там е пробив въртят електропроводи електрони. Но за да достигне повърхността на Земята, те все още не може, защото като се движите по магнитните силови линии и близост до повърхностни електрони на Земята попада в региона все силна поле.

Интензивността на геомагнитното поле на различни разстояния от Земята варира. Следователно, има тенденция да избута зарежда частиците в посоката, в която отслабване на полето. След това, на захождането в земната атмосфера, електронът ще действа от страна на геомагнитното поле сила с тенденция да го хвърли назад, в горните слоеве на атмосферата. В резултат на отпадането на височина от сто милиона километра, електроните се отразяват от геомагнитното поле. По същия начин на магнитна сила да се върнат в .verhnie атмосфера, така че да следват тези линии започват да се спускат към земната повърхност, в момента е в другата хемисфера за нов размисъл. Резултатът е, че електроните (и протони във вътрешната радиация колан) се улавят в магнитни капани съответните радиация ленти. Само космическите лъчи с много високи енергии (1 GeV), могат да преодолеят магнитното черупката и достигат до повърхността на земята, независимо от географската ширина.

Когато протони влизат магнитното поле на Земята, те, както и електроните започват да се движат по спираловидните пътеки около магнитните силови линии на вътрешната радиация колан. Въпреки това, радиусът на въртене протон в същите енергийни източници, както тази на електрона, електрона ще бъде значително по-голяма от 40 ... 50 пъти. Ето защо, протонни траектории са по-малко "вързани" към магнитните силови линии от електронния.

В географската ширина от 65 ° външен електронен колан е от повърхността на Земята на разстояние 4-6 Earth радиуси (25-ти PO. Km). Той е изпълнен с електрони с енергии на десетки Kev до няколко MeV. Интензитетът на електронния поток се изчислява на 108 частици на cm 2 / S. С намаляване ширина ходове коланите далеч от Земята на 50 хиляди километра от страна на ден и 35 хиляди километра - .. А вечер.

Максимална вътрешна протон колан е па разстояние от 3.5 радиус на Земята (22 хил. Км). Външната граница на тази зона енергия на протоните е от порядъка на 100 Kev. Когато се движи към повърхността на Земята енергия на протоните увеличава до десетки MeV. Максималната площ на протонната колан е доминиран от частици с енергия от 150 Kev до 4,5 MeV. Общата интензивност на поток протон достигне 7 · 108 частици на cm 2 / S.

Вътре plasmasphere, в близост до повърхността на Земята, има втори електрон радиация колан. Близо полюсите, този пояс се намира на разстояние от 100 km, но повечето от тях се намира на разстояние от 4.4 - 10 000 километра от повърхността на планетата .. Електроните в него имат енергия десет - стотици Kev. Интенсивность потоков электронов оценивается в 109 частиц на см 2 /с, т. е. на порядок выше, чем во внешнем электронном поясе.

Мощность радиации в радиационных поясах достаточно высокая – несколько сотен и даже тысяч биологических эквивалентов рентгена в сутки. Поэтому космические корабли с космонавтами на борту запускают на орбиты, располагающиеся ниже этих поясов, чтобы обезопасить их от воздействия радиации. Так, на орбитах радиусом 300 – 400 км космонавты получают в год дозы радиационного облучения, равные 5 биологическим эквивалентам рентгена, считающимся безопасным для лиц, работающих с ядерными излучениями.

В жизни Земли магнитосфера играет огромную роль. Если бы она отсутствовала, то потоки солнечного и космического ветра, не встречая сопротивления, устремлялись бы к поверхности Земли и оказывали губительное воздействие на все живые существа, включая человека. Магнитосфера препятствует этому и, таким образом, выполняет роль своеобразной броневой защиты биосферы от заряженных частиц.

6. Вековые вариации геомагнитного поля. Непрерывные наблюдения в обсерваториях за элементами земного магнетизма, а также повторные наблюдения в одних и тех же точках земной поверхности показывают, что главное магнитное поле Земли медленно, но непрерывно меняется. Процесс изменения среднегодовых значений того или иного элемента земного магнетизма за период в несколько десятилетий и столетий носит название вековых вариаций, а их изменение от года к году называется вековым ходом.

Вековой ход элементов земного магнетизма в разных точках земной поверхности не одинаков. Для силовых элементов напряженность от точки к точке может меняться от нескольких тысячных до нескольких десятых долей А/м. Об амплитуде угловых элементов можно судить по следующим данным: за 1580–1820 гг. магнитное склонение изменилось в Лондоне на 35°, в Париже – на 32° и в Риме – на 28°.

Непосредственные наблюдения за элементами магнетизма в магнитных обсерваториях позволяют выяснить, насколько изменился магнитный момент Земли[4] за последние 150 лет. Если принять величину магнитного момента Земли в 1937 г. за единицу, то в 1836 г. он был равен 1,053, а в 1883 г. –1,035. Эти данные показывают, что за столетие произошло уменьшение магнитного момента на 5%, наклон же магнитной оси Земли остался без изменения.

В 1951 г. при сопоставлении мировых магнитных карт эпох было обнаружено еще одно явление векового хода. Оказалось, что изолинии недипольной части главного магнитного поля из года в год перемещаются в западном направлении со скоростью около 0,2° в год; за 1800 лет поле вновь возвращается к исходному положению, сделав оборот на 360°. Это явление, названное западным дрейфом магнитологи объясняют отставанием скорости вращения расплавленного вещества ядра от скорости вращения наружных оболочек Земли.

Из-за сравнительной кратковременности наблюдений за ходом элементов земного магнетизма, казалось бы, нет возможности проследить вековые вариации магнитного поля за более длительные периоды – сотни и тысячи лет. Однако в последние 30–40 лет были разработаны экспериментальные методы определения величины и направления напряженности .магнитного поля в древние геологические и исторические эпохи – методы, получившие название палеомагнитных.

Палеомагнитологам – специалистам, занимающимся исследованием магнитных полей в глубокой древности, – удалось обнаружить изменения, которые претерпевало магнитное поле Земли на протяжении последних 2 млрд лет. Судить о прошлом геомагнитного поля – его направлении и напряженности – позволяет так называемый эффект «вмораживания магнитного поля в материал». Физическая сущность этого эффекта заключается в следующем. Любая горная порода, любое вещество, содержащее железо или другой ферромагнитный элемент, постоянно находятся под воздействием магнитного поля Земли. Элементарные магнитики в этом материале стремятся ориентироваться вдоль магнитных силовых линий.

Если материал нагревать, то наступит момент, когда тепловое движение частиц станет столь энергичным, что разрушит магнитную упорядоченность. Затем, когда материал будет остывать, то, начиная с точки Кюри (точкой Кюри называется температура, ниже которой породы становятся ферромагнитными; для чистого железа точка Кюри 769°С, для магнетита – 580°С), магнитное поле одерживает верх над силами хаотического движения. Элементарные магнитики снова выстроятся так, как вел ит им магнитное поле, и останутся в этом положении до тех пор, пока тело не будет снова нагрето. Таким образом, геомагнитное поле оказывается как бы «вмороженным» в материал.

Благодаря «замораживанию» магнитного поля .в горных породах ученым удалось проникнуть в те далекие времена, когда остывала и становилась твердой земная кора. Минералы, сохранившиеся с той поры, рассказывают о том, каким было магнитное поле 2 млрд лет назад. Магнитные поля прошлого оказались «вмороженными» и в вулканические лавы, и в окаменевшие осадки, когда те, остывая, проходили точку Кюри.

Если исследуется геомагнитное поле в пределах последних 10 тыс. лет, то для анализа ученые-археомагнитологи предпочитают брать материалы искусственного происхождения – обожженную глину, кирпичи, разные культовые фигурки и т. д. Преимущество этих поделок заключается в том; что археологи могут их достаточно точно датировать. В этом отношении для археомагнитологов особенно ценны камни в очаге, кирпичи в кладке печи и т. д. – словом, изделия, не изменившие своего положения после того, как на них воздействовала высокая температура. Эти изделия показывают исследователю, какое направление и какую напряженность имело геомагнитное поле в тот момент, когда происходил обжиг.

В настоящее время магнитное поле Земли убывает на 2,5 % за 100 лет, и примерно за 4000 лет, если не изменится характер этого спада, оно должно уменьшиться до нулевого значения. Однако палеомагнитологи утверждают, что этого не произойдет.

Надежные палеомагнитные измерения поля на больших отрезках времени говорят о том, что магнитное поле Земли подвержено многочисленным циклическим колебаниям с разными периодами. Хорошо выражены циклы, имеющие длительность 8000, 2700, 1800, 1200, 600 и 360 лет. Менее четко прослеживаются циклы в 5400, 3600 и 900 лет. Данные последних десятилетий свидетельствуют о том, что в спектре колебаний геомагнитного поля выделяются еще циклы с продолжительностью менее 100 лет.

Если сложить все циклические кривые с разными периодами колебания магнитного поля Земли, то получим так называемую «сглаженную, или осредненную, кривую», которая достаточно хорошо совпадает с синусоидой, имеющей период 8000 лет. В настоящее время суммарное значение колебаний магнитного поля находится на нисходящем отрезке синусоиды. Исходя из характера спада, можно полагать, что он будет продолжаться примерно 2000 лет, но затем начнется усиление поля, которое продлится около 4000 лет. чтобы снова наступил спад. За последние 8000 лет напряженность геомагнитного поля в начале нашей эры достигла наибольших значений и была на 60% выше современной, наименьшая напряженность (40% от среднего значения) была около 6000 лет назад.

Различная продолжительность периодов колебания геомагнитного поля объясняется, по-видимому, отсутствием сбалансированности движущихся частей гидромагнитного динамо и различной их электропроводностью.

С циклическими колебаниями геомагнитного поля, например с периодом 1800 лет, связаны существенные явления в жизни Земли. Так, известный географ А. В. Шнитников провел сопоставление различных природных .ритмов Земли (колебания увлажненности Евразии и Америки, колебания уровней озер и т. д.) и обнаружил их привязанность к астрономическому явлению, названному Большой сарес. Большой сарес – это явление, когда Солнце, Земля и Луна оказываются на одной прямой и при этом Земля расположена на наименьшем удалении и от Солнца, и от Луны. В этом случае достигают наибольшего значения приливные силы.

Большой сарес повторяется через каждые 1800 лет (с отклонениями и сопровождается расширением земного шара в экваториальной полосе) – за счет приливной волны, в которой участвуют не только Мировой океан, но и земная кора. Как следствие этого происходит изменение момента инерции Земли, и она замедляет свое вращение. Изменяется также положение границы полярного ледового покрова, .происходит подъем уровня океана.

Большой сарес отражается и на климате–по-иному начинают чередоваться засушливые и влажные периоды.

В Институте физики Земли выявлена связь между явлениями, вызванными Большим саресом, и поведением магнитного поля. Оказалось, что именно 1800-летний цикл колебания магнитного поля хорошо согласуется с ритмом явлений, вызванных взаиморасположением Солнца, Земли и Луны. Совпадают начала и концы изменений и их максимумы. Это можно объяснить тем, что в жидкой массе ядра Земли во время Большого сареса приливная волна также достигала наибольшей величины, следовательно, взаим действие потоков вещества с внутренним полем также менялось.

Кроме векового хода изменения напряженности магнитного поля Земли, перемещения магнитных полюсов в пределах своих полушарий и экскурсов, палеомагнитологами было открыто еще одно явление, названное инверсией. Инверсия – это взаимообмен магнитных полюсов местами. При инверсиях Северный магнитный полюс перемещается на место Южного, а Южный – на место Северного.

Иногда вместо инверсии говорят о «перескоке» полюсов. Однако это слово по отношению к полюсам не совсем подходит, поскольку перемещаются полюсы не так уж и быстро – по некоторым оценкам «перескок» длится 5 и даже 10 тыс. лет.

. През последните 600 хиляди години, тя има 12 периоди на инверсия на геомагнитното поле (Gottenborga - 10-12 хиляди години Lashami -. 20 -. 24 хиляди години, и т.н ...). Характерно е, че същите тези епохи значително геоложки, климатични и биологични промени на планетата. Всяко регулярност са открити в "скок" полюс - имаше дълги периоди на спокойствие, последвани от периоди на чести инверсии.

Очаква се, че при обръщането на магнитното поле на Земята изчезва, и на планетата в някакъв момент губи своята невидима магнитна броня. Протоните и електрони се излъчват от слънцето и космически частици протича гладко започнат да бомбардират повърхността на Земята, засягащи биосферата, и по-специално на човека. Под влияние на слънчевата радиация по време на тези периоди нарушават озоновия слой на планетата, и вредни UV радиация достига земната повърхност. Комбинираният ефект от тези фактори води до мутации в живите организми. В резултат на един чип и има други видове.

Според GN Matyushina, в резултат на възстановяване на геомагнитното поле (както и постъпленията от урановите минерализирани разтвори върху земната повърхност), имаше промени на антропологически тип човек. Така че, в резултат на обръщането на магнитното поле на 2,8 милиона години преди astralopiteka заменя един човек, който постепенно започва да се премине към заетост. На мястото на този човек преди 1,8 милиона години, след като дойде следващото обръщане "човек отстранени", в резултат на инверсията на 690 хиляди души. Преди години имаше един Pithecanthropus. Инверсия, която се състоя на около 250 хиляди души. Преди години, доведе до появата на неандерталеца, притежаващ наченки на речта. При получаване neanthropine били повлияни от магнитното поле инверсия, настъпили 50 -. Преди 60 хиляди години. И накрая, последната инверсия (3.2 -... 2900 година преди Христа) е довело до голямо преселение на народите. Тур Хейердал смята, че през този период най-древните народи, заселили се на западния бряг на Африка, на корабите се премества в Южна Ameririku - на територията на днешна Бразилия.

Спекулациите, че при обръщане на изчезне магнитното поле, не се основава на солидни факти. Освен това, палеомагнитни проучвания показват, че отслабването на магнитното поле се поддържа и инверсии.

Феноменът на смяна на полярността на магнитното дипол служи като основа за създаването на геомагнитното хронологичен мащаб. Тази скала показва, който полярност и за какъв период от време е с магнитен дипол. В момента е налице предварително мащаб за последните 160 милиона години от геоложката история на Земята. С помощта на тази скала има възможност да се направи оценка на скоростта на преместване освен на дъното на океана, за да отстрани на хребети океана.

Имало е много опити да се обясни обръщането. Така че американските учени Р. Мюлер и D. Морис се счита за основната причина за обръщането на магнитното поле на гигантски метеорит удари. "Shake" Земята от такива удари принудени да променят характера на движение се топи в неговите дълбини. Авторите на тази хипотеза се основава на факта, преди, че 65 милиона години, докато инверсията настъпили и да падне на Земята голям небесно тяло, което се доказва от срочните депозити, богати на иридий пространство. Въпреки това, тази хипотеза е неубедителен малко, защото временна връзка между тези събития се оказа слаб.

Според друга хипотеза, за да "скочи" поле индуцира дълбоки потоци от стопилка, когато те ще получат огромни буци феромагнитен материал. Тези бучки, се концентрира върху себе си линии на геомагнитното поле, тъй като тя се "извади" го заедно. Но тази хипотеза срещне сериозни възражения. Има опити да се обясни на инверсията на експлозии на свръхнови.

7. аномалии на геомагнитното поле. Магнитна аномалия - това е промяната в магнитни елементи на Земята от нормалните стойности, които ще бъдат наблюдавани в този момент в случай на единна намагнитване на Земята. На света има много области, където геомагнитното поле претърпява драматични промени в продължение на няколко километра и дори метра. В такива области, като в сравнение с околните райони и наклона на магнитното отклонение може да се различава от десетки градуса.

Ако в който и да е място намери резки промени в магнитното деклинация и наклон, това показва, че под повърхността на земята са скрити камъни, съдържащи феромагнитни минерали. Те включват магнетит, титанов магнетит, хематит и други. Най-голямата магнитна възприемчивост има магнетит, така значителен брой аномалии, свързани с присъствието на скалите.

аномалия интензитет може да варира широко в зависимост от вида на намагнитване, обем заети от тях и дълбочина. Така че, в района на Курск магнитна аномалия с богати залежи от желязна деклинация варира между ± 180 ° и често вместо игла север компас показва на запад или изток, а понякога - на юг. Интензитетът на аномален магнитно поле тук е 80-120 А / м, което е 2-3 пъти по-висока от интензитета на магнитното поле на Земята. Аномалии могат да бъдат положителни или отрицателни.

Положителното се счита като аномалия когато вертикалната компонента на магнитното поле съвпада с посоката на вертикалния компонент на нормално областта. В обратния случай, аномалията ще бъде отрицателен. Класически пример за положителни аномалии, свързани с железни рудни находища са Курск магнитна аномалия и аномалия на Кривой рог. Отрицателните аномалии, дължащи се обърне намагнитването на свързаните с тях скалите се наблюдават в района на Ангара-Ilim над вулканичен "тръби експлозията" над някои отвори древни вулкани в Централна Казахстан, в Южна Америка, Северна Англия и в други региони.

По-голямата част от положителните аномалии отчетени северното полукълбо, отрицателна - на юг. Понякога положителни и отрицателни аномалии са съседни един на друг.

В зависимост от размера на магнитните аномалии са разделени на континентално, регионално и местно. Причини континентални аномалии все още не са изяснени. Има спекулации, че голяма роля в появата им свири геоложки и физични характеристики на земната кора и горната мантия. Вероятно, те са резултат от техните центрове са под силни вихрови токове. Причини за възникване на регионални и местни аномалии - скали, които имат повишени магнитни свойства. Тези скали, които са в земната магнитно поле, което магнитизирана и да се създаде допълнително магнитно поле.

Континентален аномалии имат дължина на няколко хиляди километра и са съизмерими с континентите. От континентални аномалии (Източна Азия, Западна Африка, Северна Америка, Западна Европа) от най-интензивните и точна във форма е положителен Източна Азия аномалия, която обхваща цяла Азия и част от Европа. Най-мощната негативна Западна Африка аномалията заема цяла Африка и Атлантическия океан.

Регионална магнитна аномалия с площ от стотици и хиляди квадратни километра. Най-големият от тях - KMA .ploschadyu за 120000километра 2 .. The KMA басейна редица местни магнитни полюси, т. Е. от точките, където магнитното наклона е 90 °. Аномалията се формира от слоеве от магнетит белооката кварцит с желязо съдържание на повече от 50%. Местните аномалии обикновено са с площ от 15-20 км 2.

Силни магнитни аномалии се формират от мълния удари в скалите, съдържащи желязо. Размерът на тези аномалии са малки - няколко квадратни метра. При въздействие, на повърхността на астероид органите на Земята настъпи размагнитване на скали в голям район около мястото на тялото намалява.

В повечето случаи, интензивността на магнитните аномалии не надвишава 10% от интензивността на основната магнитното поле на Земята. Така вертикалната компонента на отклонение на напрежението може да бъде няколко десети от / т, въпреки че в някои области анормален те достигат до 120 А / м или повече.

Магнитни свойства в различна степен на присъщ на всички скали. При пускането на една скала в магнитно поле, всеки елемент от обема й става намагнитване. Способността на едно вещество да промени намагнитване под въздействието на външно магнитно поле се нарича магнитна възприемчивост. Характерно за този безразмерна, варира в широки граници - от 10 -6 до 103 единици. В зависимост от цифровата стойност на магнитната възприемчивост и подписва всички естествени вещества се разделят на три групи: диамагнитно, парамагнитен, феромагнитни. В допълнение, за диамагнитно вещества магнитна възприемчивост е отрицателен, и парамагнитни и феромагнитни - положително.

В диамагнитно материали (кварц, мрамор, графит, мед, злато, сребро, олово, вода и т.н.) е пропорционална на намагнитването на магнитното поле и се насочва към него. Това означава, че тези вещества не са привлечени от магнит и отблъснати от него, т.е.. Е. намагнетизирана в посока, противоположна на текущата областта. Магнитната възприемчивост от тях (с изключение на полупроводници) -.nemnogim повече от десет милиона единици на акции е много малък. Диамагнитно вещества причиняват отслабване на магнитното поле на Земята и допринасят за образуване на отрицателни магнитни аномалии.

В парамагнитни вещества (метаморфни и вулканични скали, алкални метали и др.) Също е пропорционална на магнетизация на магнитното поле, но за разлика от диамагнитен има същата посока с него. В феромагнитен вещество (желязо, никел, кобалт и др.) Намагнитване значително по-голям диаметър от парамагнитни вещество и не пропорционална на интензитета на магнитното покриви, силно зависи от температурата и "магнитен история" вещество.

Магнитното чувствителността е малки парамагнитни вещества обикновено в интервала от 10 -3 - 10 -5 единици. Това по същество зависи от температурата и състоянието на агрегация на материята. Скалите, съдържащи парамагнитни вещества, създават малки положителни аномалии.

Особено висока магнитна възприемчивост (до няколко, понякога до десетки или дори стотици единици) има феромагнитен вещество. Те се характеризират с изключително силна намагнитване под влиянието на външни магнитни полета, частично запазват намагнитване придобити чрез отстраняване на магнитното поле, може спонтанно намагнетизирана в отсъствие на магнитно поле.

С основен принос за създаването на магнитното поле аномалии направи .mineraly феромагнитни (магнетит, titanomagnetite, илменит и др.) И да съдържа тяхната горда порода. тъй като цяло магнитна възприемчивост на скалата варира в широки граници (.v милиони пъти), интензитета на магнитното поле аномалии да варира в широки граници.

Гледането на елементите на наземна магнетизма на площадката с аномално поле, можете да зададете къде и на каква дълбочина се появи на тялото, което води до аномалии и да се определят, когато в сравнение с геофизични и геоложки данни, какви скали са част от тези органи. Този метод за намиране на минерали, наречени магнитен проучване.

Най-ефективният магнитен интелигентността дава в търсенето на желязна руда депозити. Така че, това може да помогне в началото на 20-те години. нашия век са открити богати запаси от желязо в околностите на CMA и през 1949 г. установи, голям депозит Sarbaiskoye Соколов цветни руди в региона Kostanai на Казахстан.

В променливо магнитно поле на Земята. Източници на променливо магнитно поле са извън наземно пространство. Според произхода си те са индуктивен характер на теченията, възникващи във високите слоеве на атмосферата (от сто до няколко хиляди километра). Индукционни токове са образувани изтичане на плазма - поток от заредени частици и на двата знака (телца), които летят от слънцето. Прониквайки в магнитното поле на Земята, кръвните телца ги капан и повдигат редица сложни явления като йонизацията на атмосферата, Аврора, образуването на земните радиационни пояси, и др.

Променливото магнитно поле се наслагва върху основната магнитното поле на Земята и води до вариации на това време. Някои от тях са постепенно, при спазване на определени закони. Този така наречен периодично (невъзмутимо) вариант. Други са безразборно природата на геомагнитното поле параметри (времената, амплитуда, фаза) непрекъснато и драматично да промени техния смисъл. В такива случаи, вариациите са наречени непериодичен смутен.

Наблюдения върху вариациите на геомагнитното поле се провеждат в обсерваториите, с помощта на записващи инструменти. Протоколите с резултатите, получени под формата на криви на този или онзи елемент от време, наречени magnetograms. Дни, когато няма изменение, т. Е. Когато magnetogram рекорд е права линия, все още не се е появил.

В зависимост от причините и периода на неизкривените вариации са класифицирани в слънчевата-дневни, лунен-дневни, годишен и краткосрочен период.

Solar-дневни изменения са промените в елементите на наземна магнетизма със срок, равен на срока на слънчевия ден. Причината за появата им са двете вихрови токове, разположен в йоносферата на височина от 120 км. Тези течения са фиксирани в пространството и техните центрове лежат в една равнина, минаваща през Земята и Слънцето. Генерирани, те са, от една страна, ултравиолетовата част на слънчевата радиация, йонизиращо атмосферата, а от друга - редовни ветрове, които удар от екватора към полюсите. Тези ветрове, които се провеждат на движението на въздушните маси в магнитното поле на Земята, които причиняват появата на електродвижещо напрежение в посока от запад на изток. По този начин, йоносферата е един вид динамо, генериране в геомагнитното поле на постоянен ток. Дали магнитната вариация на гръцката буква делта.

Solar-дневните вариации на елементи от наземна магнетизма зависят от времето на годината и ширина, като те се определят от интензивността на ултравиолетовите лъчи на слънцето, и следователно позицията на Земята спрямо Слънцето. Това е характерно, че фазата на трептене и географската ширина, време на годината и да остане почти непроменена, промяна на основното амплитудата на трептене. Така, по време на прехода от зимата към лятото амплитуда увеличи с 3-4 пъти, въпреки че различията са малки: за промяната на средата на ширина на магнитната деклинация на 10-15 ", хоризонталната компонента (1.6 -.2,4) · 10-2A / м, вертикална (0.4 ... 1.6) х 10 -2 A / m. Замечено, что вариации δD и δН выражены сильнее в северных :широтах, слабее–в южных; вариации δZ, наоборот, несколько больше на юге, чем на севере. Солнечно-суточные вариации и магнитные возмущения влияют на положение магнитных полюсов Земли – в течение суток они смещаются относительно среднего положения примерно на 100 км. Поэтому на магнитных картах их отмечают не точкой, а кружочком.

Лунно-суточные вариации элементов земного магнетизма связаны с положением Луны по отношению к горизонту и обусловлены воздействием силы тяжести Луны на земную атмосферу. Отличительной особенностью этих вариаций является их полусуточный характер, равный лунным полусуткам – 12 ч 25 мин 14 с. Кривые изменения всех .элементов земного магнетизма в течение лунных суток имеют два максимума и два минимума; при этом моменты наступления максимума и минимума меняются в течение лунного месяца ежедневно. В среднем за месяц эти кривые для Северного полушария имеют вид правильной двойной волны с максимумами, приходящимися на 6 и 18 ч лунного времени, и минимумами в 0 и 12 ч.

Лунно-суточные вариации элементов земного магнетизма небольшие – составляют всего 10–15 % солнечно-суточных вариаций. Амплитуды колебаний зависят от расстояния между Луной и Землей и обычно для горизонтальной и вертикальной составляющих геомагнитного поля не превышают 0,08·10 -2 А/м, для магнитного склонения – около 40". Ввиду малой амплитуды этих вариаций они до 1915 г. на магнитограммах оставались не обнаруженными и лишь статистическая обработка большого числа магнитограмм на протяжении 7–10 лет дала возможность установить факт их существования.

Под годовыми вариациями понимают изменения среднемесячных значений напряженности и других элементов магнитного поля Земли. Характеризуются они небольшой амплитудой (до нескольких сотых А/м).

К особому классу периодических магнитных вариаций относятся вариации с периодами от долей секунд до нескольких сот секунд и амплитудой Н и Z несколько миллиампер на 1 м. Такие изменения магнитного поля Земли носят название короткопериодных колебаний (КПК), или магнитных пульсаций. За последнее время обнаружено большое число их типов, различных по форме, периоду и амплитуде. Наиболее часто встречаются колебания с периодом от 60 до 180 с.