Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли — Класс!ная физика

Магнитное поле Земли

В 1600 году английский ученый Уильям Гильберт в своей книге «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле». представил Землю, как гигантский постоянный магнит, ось которого не совпадает с осью вращения Земли (угол между этими осями называют магнитным склонением).

Гильберт подтвердил свое предположение на опыте: он выточил из естественного магнита большой шар и, приближая к поверхности шара магнитную стрелку, показал, что она всегда устанавливается так же, как стрелка компаса на 3емле.

Графически магнитное поле Земли похоже на магнитное поле постоянного магнита.

В 1702 году Э. Галлей создает первые магнитные карты Земли. ___ Основная  причина  наличия  магнитного поля  Земли   в  том,  что  ядро  Земли   состоит  из  раскаленного  железа  (хорошего  проводника электрических  токов,  возникающих  внутри  Земли).

___ Магнитное поле Земли образует магнитосферу, простирающуюся на 70-80 тыс. км в направление Солнца.  Она экранирует поверхность Земли, защищает от вредного влияния заряженных частиц, высоких энергий и космических лучей, определяет характер погоды.

___

Магнитное поле Солнца в 100 больше, чем земное.

ИЗМЕНЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Еще в 1635 году Геллибранд устанавливает, что магнитное поле Земли меняется. Позднее было установлено, что существуют постоянные и кратковременные изменения магнитного поля Земли. Причиной постоянных изменений является наличие залежей полезных ископаемых. На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажается залеганием железных руд.

Например, Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области. Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли — действие «солнечного ветра», т.е. действие потока  заряженных  частиц, выбрасываемых  Солнцем. Магнитное  поле  этого потока  взаимодействует  с  магнитным  полем  Земли, возникают «магнитные бури».

На частоту и силу магнитных бурь влияет солнечная активность. В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5 лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а стрелки компасов начинают непредсказуемо «плясать».

Результатом   взаимодействия   заряженных  частиц  «солнечного  ветра»  с  атмосферой  Земли  в  северных  широтах является такое явление, как «полярное сияние».

ЧИТАЕМ

Дрейф магнитных полюсов.
Намагничивание в магнитном поле Земли.
Намагничивание шара.
Размагничивание.
Тайны магнита

НЕ ПУТАЙ МАГНИТНЫЕ И ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПОЛЮСЫ ЗЕМЛИ

Одноименные магнитные полюсы отталкиваются, а разноименные — притягиваются.
Почему же стрелка компаса своим северным полюсом показывает на север, а южным – на юг?

Какой же из концов стрелки компаса притягивается  к северному полюсу Земли?  Или, иначе говоря, который из двух полюсов Земли  —  северный или южный  — лежит в той стороне,  куда  указывает северный конец магнитной стрелки? __ Прав тот, кто говорит, что на северный полюс Земли (географический) указывает северный конец магнитной стрелки.

А это значит, что на севере Земли лежит южный магнитный полюс Земли, его координаты 75°,6 с. ш., 101° з. д. (данные на 1965 г.).

Северный магнитный полюс Земли находится в Антарктиде, его координаты 66°,3 ю.ш., 141° в. д. ( по данным на 1965 г.).
Магнитные полюсы Земли медленно дрейфуют.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ «СЕВЕР» НА СЕВЕРЕ?

Человек, смотря на  компас, шагает прямо в  ту сторону, куда   указывает темным концом  магнитная стрелка.  Он «идет по  компасу» на север к полюсу.  Куда он  придет? Большинство наверняка  сделало одну и ту  же ошибку.

Они думали, что человек должен был прийти на северный географический полюс Земли. А на самом  деле он прибыл на остров Сомерсет, расположенный на северной  оконечности Северной Америки, где находится северный  магнитный полюс земли.

В настоящее время южный магнитный полюс земли находится в Канаде на расстоянии

около 2100 км от географического северного полюса.

ИНТЕРЕСНО

В каком месте Земли совершенно нельзя верить  магнитной стрелке вследствие того, что она северным  концом показывает на юг, а южным на север?

Поместив компас между северным магнитным и северным  географическим полюсами (ближе к магнитному), мы увидим,  что северный конец стрелки направлен к первому, т. е. на юг, а  южный — в противоположную сторону, т. е.  на север.

___

Ученые определили, что в точках магнитного полюса Земли свободно подвешенная на нити магнитная стрелка должна устанавливаться вертикально, так как именно в этих точках магнитные линии входят (или выходят) из Земли.

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Магнитное поле Земли служит многим живым организмам для ориентации в пространстве. Некоторые морские бактерии располагаются в придонном иле под определенным углом к силовым линиям магнитного поля Земли, что объясняется наличием в них маленьких ферромагнитных частиц.

___

Мухи и другие насекомые «садятся» предпочтительно в направлении поперек или вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Например, термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении: в одних группах — параллельно, в других — перпендикулярно линиям магнитного поля.

___ Ориентиром для перелетных птиц также служит магнитное поле Земли. Недавно ученые узнали, что у птиц в области глаз располагается маленький магнитный «компас» — крохотное тканевое поле, в котором расположены кристаллы магнетита, обладающие способностью намагничиваться в магнитном поле.

___

Ботаники установили восприимчивость растений к магнитным полям. Оказывается сильное магнитное поле влияет на рост растений.

Следующая страница «Можно ли намагнитить шар?»
Назад в раздел «Тайны магнитов»

Источник: http://class-fizika.ru/8_m5.html

Магнитное поле Земли — Концепция 4-х субстанций

Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли — есть видоизменение ее гравитационного поля. Да и гравитационное поле является не совсем тем, чем мы его представляем.

  1. Гравитационное поле
  2. Магнитное поле Земли

Чтобы разобраться в природе магнитного поля Земли, нам придется сначала разобраться в природе энергии.

И,как увидит читатель, мир устроен гнораздо проще, чем мы его себе представляем…

Гравитационное поле

В конце девятнадцатого века в науке царствовала «теория эфира». Суть теории: все пространство вселенной заполняет некая субстанция — «эфир». Которая является посредником в передаче всех взаимодействий. И ядерных и сильных, и слабых, и электромагнитных…. и так далее. Затем на смену ей пришла теория относительности. И о теории эфира потихонечку забыли.

Но что поражает: опираясь на теорию эфира, было сделано достаточно много серьезных научных открытий. В первую очередь это касается электричества и электромагнетизма. Максвелл вывел законы электродинамики, свято веря в существование эфира. А чего достиг гениальный Тесла…

Возникает вопрос: если, основываясь на «неправильной» теории были сделаны «правильные» открытия, такой ли «неправильной» она была? Не получилось ли, что «вместе с водой, из люльки выплеснули и младенца»? Ведь и у господствующей ныне теории Эйнштейна столько несуразностей и нестыковок с действительностью…

Если бы, в начале двадцатого века, нашелся человек, который «слегка подправил бы» теорию эфира — взамен теории относительности, наука и вместе с ней — социум человека — имели бы сейчас совершенно иной вид.

Концепция четырех субстанций исходит из того, что все пространство вселенной действительно заполнено некой субстанцией. Только не «эфиром», а «энергией». Той самой пресловутой энергией, которая движет вокруг всё и вся, кипятит воду в чайнике, взрывает бомбы… Но о которой наука не знает ровным счётом ничего: ни её пространственных характеристик, ни массы, ни формы ни прочее, прочее, прочее…

При этом, субстанция «энергия» не является посредником в передаче взаимодействий. Субстанция «энергия» сама непосредственно взаимодействует с материей. Точнее: с элементарной частицей материи. Только с ней.

Все остальное: атомы, молекулы, физические тела, ядерные, химические и прочие взаимодействия — есть результат этого элементарного взаимодействия между элементарной частицей материи и энергией.

Обо всем этом подробно описано в статье «Фундаментальные взаимодействия материи и энергии«.

Элементарная частица материи представляет собой диполь (на рисунке — в виде стрелки).

Элементарная частица материи и зоны действия ее сил притяжения и отталкивания.

Элементарная частица обладает как силой притяжения, так и силой отталкивания. При этом, силы притяжения элементарной частицы действуют в передней полусфере (по ходу движения) элементарной частицы, а силы отталкивания — в задней полусфере.

Как образуются эти силы?

Представим себе субстанцию «энергия» в виде жидкости или газа. А элементарную частицу — в виде стержня, на переднем конце которого находится насос, с раструбом впереди. Таким образом, элементарная частица — стержень -«плавает» в «океане» субстанции энергия.

Этим своим раструбом наш стержень всасывает окружающую «жидкость». Разумеется, в точке, где раньше находилась поглощенная жидкость, образуется пустота — вакуум. В которую немедленно хлынет жидкость из окружающего пространства. Возикает движение этой самой «жидкости». Со всех сторон пространства — к «раструбу». Это мы видим в виде пунктирных стрелок на рисунке.

При этом,движущиеся потоки энергии «захватывают» в свои потоки и другие элементарные частицы. Которые тащат за собой. То есть — в направлении «раструба» нашего «стержня». Так образуется сила притяжения элементарной частицы материи.

Более того: благодаря непрерывно движущимся потокам энергии, элементарные частицы объединяются в атомы, атомы — в молекулы, молекулы — в физические тела…

Силы отталкивания также образуются благодаря движущимся — к элементарной частице — потокам субстанции энергия. Эти потоки формируют область уплотнения субстанции энергия непосредственно позади непрерывно движущейся элементарной частицы. Такой расклад подтвердит любой специалист по аэрогидродинамике.

Движущиеся потоки энергии огибают эти уплотнения субстанции энергия. Если в этих потоках находятся другие элементарные частицы, атомы, то, естественно, они также огибают область уплотнения энергии позади нашей элементарной частицы. Весь этот процесс истолковывается как сила отталкивания элементарной частицы.

Итак:

Элементарная частица непрерывно движется в пространстве вселенной, непрерывно поглощая субстанцию «энергия». В результате этого поглощения, в пространстве возникают потоки энергии, направленные к элементарной частице. Эти потоки и формируют силы притяжения: и атомов, и молекул, и физических тел. В том числе и силы гравитационного притяжения.

Сила прияжения — есть действие потоков энергии, направленных к элементарной частице, которые «тащат» за собой, благодаря сцеплению, частицы материи, попавшие в эти потоки.

Гравитационное поле физического тела – есть потоки энергии, создаваемые этим физическим телом, направленные к нему, возникающие в результате непрерывного поглощения энергии этим физическим телом.

Точнее:

Все элементарные частицы материи поглощают энергию в процессе своего движения. Независимо от того:  входят они в состав физического тела или нет. То есть: непрерывно создают потоки энергии в пространстве, направленные к себе. (смотри статью «Фундаментальные взаимодействия материи и энергии«).

Абсолютно все физические тела состоят из элементарных частиц и непрерывно движутся в пространстве вселенной. А, значит, непрерывно поглощают энергию из пространства. То есть — создают непрерывные потоки энергии в пространстве, по направлению к себе.

Эти потоки энергии и создают силу притяжения, которую принято называть гравитационным полем физических тел. Отсюда понятно, что гравитационным полем обладают абсолютно все физические тела во вселенной.

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли – по нашему определению – есть видоизменение ее гравитационного поля. И представляет собой поляризацию гравитационных потоков энергии. Магнитного поля — как самостоятельного явления мироздания — не существует.

Чуть подробнее:

Земля, как физическое тело – большое физическое тело – создает непрерывные потоки энергии по направлению к себе из пространства. Эти потоки — есть гравитационное поле Земли.

В идеале, эти потоки субстанции «энергия» одинаково равномерно падают вертикально на всю поверхность земли.

Но все меняется с возникновением вращения Земли вокруг своей оси и с наклоном земной оси к плокости ее орбиты. Здесь возникают соответствующие процессы: центробежные и центростремительные силы, поступательное движение в пространстве, подчиняющееся «правилу буравчика».

В результате, происходит перераспределение потоков энергии, направленных к Земле. То есть — сил гравитационного притяжения Земли.

  • Центробежные силы ведут к тому, что гравитационные потоки энергии на полюсах более мощные, чем на экваторе. В результате получаем бóльшую силу гравитационного притяжения на полюсах, чем на экваторе.
  • Согласно правилу буравчика, сила гравитационного притяжения на южном магнитном полюсе будет слабее силы гравитационного притяжения на северном магнитном полюсе.

В результате получаем «диполь» — поляризованное магнитное поле.

Теперь о главных загадках магнитного поля:

  1. Почему магнитные полюса не совпадают с географическими?
  2. Почему магнитные полюса непрерывно «дрейфуют»?

Земля является структурной единицей галактики – ее составной частью. В галактике – как цельном объекте — существуют непрерывные, направленные потоки энергии. Для Земли господствуют два направления:

  1. Потоки «в лоб» галактики. Галактика движется поступательно в пространстве вселенной. Направление движения – совпадает с осью вращения галактики. Вспомним, что свободная энергия заполняет собой все пространство вселенной. Получаем первое господствующее направление потоков энергии в галактике: встречное — направлению движения галактики (подобно встречному ветру при движении на скорости). В первую очередь, потоки энергии, для любой звезды и планеты галактики, поступают извне, с встречного направления движения галактики.
  2. Земля вращается вокруг солнца. Солнце вращается вокруг оси галактики. Согласно закономерностям поступательно — вращательного движения, плокость орбиты вращения Земли перпендикулярна оси поступательного движения галактики. Проще говоря: плоскость орбиты Земли движется вокруг оси вращения галактики. Таким образом, второе господствующее направление потоков энергии в галактике для Земли: навстречу Земле, в плоскости спирали галактики.

Получаем приблизительно такую картину:

схематическое изображение галактики, Земли, орбиты Земли и господствующих потоков энергии в галактике

На рисунке мы видим плокость галактики, направление движения галактики. Видим главные потоки энергии для галактики — встречные направлению ее поступательного движения. Видим Землю и плоскость ее орбиты. Видим направление встречных потоков свободной энергии для Земли, в её движении в плоскости галактики.

Чуть изменим ракурс:

схематическое изображение Земли, орбиты Земли в галактике и направление потоков энергии к Земле внутри галактики

Комбинация этих двух главных потоков энергии для Земли и создает их общее направление, которое встречает Землю в ее непрерывном движении в просторах вселенной. Здесь самой жирной стрелкой показано это общее направление потоков энергии.

В конце концов, получаем такую картинку:

схематическое изображение Земли и потоков энергии к ней в галактике

Здесь показана Земля, ось ее вращения и потоки свободной энергии, которые встречают Землю в ее непрерывном движении в просторах вселенной.

Как видим, направление этих потоков энергии не совпадает ни с осью вращения Земли, ни с плоскостью экватора. Но именно эти потоки энергии поглощает Земля, создавая гравитационное поле Земли.

В результате получаем видоизменение гравитационного поля, которое в науке принято называть «магнитным полем Земли».

Такое направление встречных потоков свободной энергии ведет к нескольким последствиям:

  1. Магнитные полюса Земли никоим образом не могут совпадать с полюсами географическими.
  2. Учитывая непрерывное движение Земли вокруг солнца и непрерывное движение солнечной системы в галактике, получаем непрерывно «дрейфующие» магнитные полюса.

Скачкообразный и непредсказуемый «дрейф» магнитных полюсов обусловлен непрерывным изменением соотношения двух главных потоков энергии для Земли. Это то, что лежит за пределами наших знаний о вселенной.

А как же с защитной функцией магнитного поля? Ведь именно оно, согласно науке, спасает нас от губительного действия солнечной радиации.

Все очень просто: Землю защищает от губительного солнечного излучения атмосфера Земли.

Фотоны солнечного излучения представляют собой корпускулы. Весь спектр солнечного излучения: и жесткое рентгеновское излучение, и ултрафиолетовое, и инфракрасное, и видимый свет… — представляют собой корпускулы. Разгоняясь в пространстве вселенной, они накапливают энергию. И на скорости света корпускулы несут очень большое количество энергии.

Влетая в атмосферу Земли, корпускулы тормозятся этой атмосферой и отдают ей накопленную энергию. Соответственно: перестают быть опасными. Об этом подробно описано в статье «Оптика и волновые явления«.

Таким образом, защитником нашей планеты от губительной солнечной радиации является атмосфера Земли. «Магнитное поле» Земли здесь абсолютно ни причем.

Источник: https://galeevrk.ru/magnitnoe-pole-zemli/

Земля как магнит: Геомагнитное поле • Библиотека

Магнитное поле Земли

В 1905 году Эйнштейн назвал одной из пяти главных загадок тогдашней физики причину земного магнетизма.

В том же 1905 году французский геофизик Бернар Брюнес провел в южном департаменте Канталь замеры магнетизма лавовых отложений эпохи плейстоцена. Вектор намагниченности этих пород составлял почти 180 градусов с вектором планетарного магнитного поля (его соотечественник П. Давид получил аналогичные результаты даже годом раньше).

Брюнес пришел к заключению, что три четверти миллиона лет назад во время излияния лавы направление геомагнитных силовых линий было противоположным современному. Так был обнаружен эффект инверсии (обращения полярности) магнитного поля Земли. Во второй половине 1920-х годов выводы Брюнеса подтвердили П. Л.

 Меркантон и Монотори Матуяма, но эти идеи получили признание лишь к середине столетия.

Сейчас мы знаем, что геомагнитное поле существует не менее 3,5 млрд лет и за это время магнитные полюса тысячи раз обменивались местами (Брюнес и Матуяма исследовали последнюю по времени инверсию, которая сейчас носит их имена).

Иногда геомагнитное поле сохраняет ориентацию в течение десятков миллионов лет, а иногда — не более пятисот веков.

Сам процесс инверсии обычно занимает несколько тысячелетий, и по его завершении напряженность поля, как правило, не возвращается к прежней величине, а изменяется на несколько процентов.

Механизм геомагнитной инверсии не вполне ясен и поныне, а уж сто лет назад он вообще не допускал разумного объяснения. Поэтому открытия Брюнеса и Давида только подкрепили эйнштейновскую оценку — действительно, земной магнетизм был крайне загадочен и непонятен.

 А ведь к тому времени его исследовали свыше трехсот лет, а в XIX веке им занимались такие звезды европейской науки, как великий путешественник Александр фон Гумбольдт, гениальный математик Карл Фридрих Гаусс и блестящий физик-экспериментатор Вильгельм Вебер.

 Так что Эйнштейн воистину глядел в корень.

Как вы думаете, сколько у нашей планеты магнитных полюсов? Почти все скажут, что два — в Арктике и Антарктике. На самом деле ответ зависит от определения понятия полюса. Географическими полюсами считают точки пересечения земной оси с поверхностью планеты. Поскольку Земля вращается как твердое тело, таких точек всего две и ничего другого придумать нельзя.

А вот с магнитными полюсами дело обстоит много сложнее. Например, полюсом можно счесть небольшую область (в идеале опять-таки точку), где магнитные силовые линии перпендикулярны земной поверхности.

Однако любой магнитометр регистрирует не только планетарное магнитное поле, но и поля местных пород, электрических токов ионосферы, частиц солнечного ветра и прочих дополнительных источников магнетизма (причем их средняя доля не так уж мала, порядка нескольких процентов).

Чем точнее прибор, тем лучше он это делает — и потому все больше затрудняет выделение истинного геомагнитного поля (его называют главным), источник которого находится в земных глубинах. Поэтому координаты полюса, определенные с помощью прямого измерения, не отличаются стабильностью даже в течение короткого отрезка времени.

Можно действовать иначе и установить положение полюса на основании тех или иных моделей земного магнетизма. В первом приближении нашу планету можно считать геоцентрическим магнитным диполем, ось которого проходит через ее центр.

В настоящее время угол между нею и земной осью составляет 10 градусов (несколько десятилетий назад он был больше 11 градусов).

При более точном моделировании выясняется, что дипольная ось смещена относительно центра Земли в направлении северо-западной части Тихого океана примерно на 540 км (это эксцентрический диполь). Есть и другие определения.

Но это еще не все. Земное магнитное поле реально не обладает дипольной симметрией и потому имеет множественные полюса, причем в огромном количестве.

Если считать Землю магнитным четырехполюсником, квадруполем, придется ввести еще два полюса — в Малайзии и в южной части Атлантического океана. Октупольная модель задает восьмерку полюсов и т. д. Современные наиболее продвинутые модели земного магнетизма оперируют аж 168 полюсами.

Стоит отметить, что в ходе инверсии временно исчезает лишь дипольная компонента геомагнитного поля, а прочие изменяются много слабее.

Магнитный полюс, как его ни определяй, не стоит на месте. Северный полюс геоцентрического диполя в 2000 году имел координаты 79,5 N и 71,6 W, а в 2010-м — 80,0 N и 72,0 W.

Истинный Северный полюс (тот, который выявляют физические замеры) с 2000 года сместился с 81,0 N и 109,7 W к 85,2 N и 127,1 W. В течение почти всего ХХ века он делал не более 10 км в год, но после 1980 года вдруг начал двигаться гораздо быстрее.

В начале 1990-х годов его скорость превысила 15 км в год и продолжает расти.

Как рассказал «Популярной механике» бывший руководитель геомагнитной лаборатории канадской Службы геологических исследований Лоуренс Ньюитт, сейчас истинный полюс мигрирует на северо-запад, перемещаясь ежегодно на 50 км. Если вектор его движения не изменится в течение нескольких десятилетий, то к середине XXI столетия он окажется в Сибири.

Согласно реконструкции, выполненной несколько лет назад тем же Ньюиттом, в XVII и XVIII веках северный магнитный полюс преимущественно смещался на юго-восток и лишь примерно в 1860 году повернул на северо-запад. Истинный южный магнитный полюс последние 300 лет движется в эту же сторону, причем его среднегодичное смещение не превышает 10–15 км.

Откуда вообще у Земли магнитное поле? Одно из возможных объяснений просто бросается в глаза. Земля обладает внутренним твердым железо-никелевым ядром, радиус которого составляет 1220 км.

 Поскольку эти металлы ферромагнитны, почему бы не предположить, что внутреннее ядро имеет статическую намагниченность, которая и обеспечивает существование геомагнитного поля? Мультиполярность земного магнетизма можно списать на несимметричность распределения магнитных доменов внутри ядра.

Миграцию полюсов и инверсии геомагнитного поля объяснить сложнее, но, наверное, попытаться можно.

Однако из этого ничего не получается. Все ферромагнетики остаются таковыми (то есть сохраняют самопроизвольную намагниченность) лишь ниже определенной температуры — точки Кюри.

Для железа она равна 768°C (у никеля много ниже), а температура внутреннего ядра Земли значительно превышает 5000 градусов. Поэтому с гипотезой статического геомагнетизма приходится расстаться.

Однако не исключено, что в космосе имеются остывшие планеты с ферромагнитными ядрами.

Рассмотрим другую возможность. Наша планета также обладает жидким внешним ядром толщиной приблизительно в 2300 км. Оно состоит из расплава железа и никеля с примесью более легких элементов (серы, углерода, кислорода и, возможно, радиоактивного калия — в точности не знает никто).

Температура нижней части внешнего ядра почти совпадает с температурой внутреннего ядра, а в верхней зоне на границе с мантией понижается до 4400°C.

Поэтому вполне естественно предположить, что благодаря вращению Земли там формируются круговые течения, которые могут оказаться причиной возникновения земного магнетизма.

Именно такую схему ученые-геофизики обсуждали лет 80 назад. Они считали, что потоки проводящей жидкости внешнего ядра за счет своей кинетической энергии порождают электрические токи, охватывающие земную ось.

Эти токи генерируют магнитное поле преимущественно дипольного типа, силовые линии которого на поверхности Земли вытянуты вдоль меридианов (такое поле называется полоидальным).

 Этот механизм вызывает ассоциацию с работой динамо-машины, отсюда и произошло его название.

Описанная схема красива и наглядна, но, к сожалению, ошибочна. Она основана на предположении, что движение вещества внешнего ядра симметрично относительно земной оси.

Однако в 1933 году английский математик Томас Каулинг доказал теорему, согласно которой никакие осесимметричные потоки не способны обеспечить существование долговременного геомагнитного поля.

Даже если оно и появится, то век его окажется недолог, вдесятки тысяч раз меньше возраста нашей планеты. Нужна модель посложнее.

«Мы не знаем точно, когда возник земной магнетизм, однако это могло произойти вскоре после формирования мантии и внешнего ядра, — говорит один из крупнейших специалистов по планетарному магнетизму, профессор Калифорнийского технологического института Дэвид Стивенсон.

 — Для включения геодинамо требуется внешнее затравочное поле, причем не обязательно мощное. Эту роль, к примеру, могло взять на себя магнитное поле Солнца или поля токов, порожденных в ядре за счет термоэлектрического эффекта. В конечном счете это не слишком важно, источников магнетизма хватало.

При наличии такого поля и кругового движения потоков проводящей жидкости запуск внутрипланетной динамомашины становился просто неизбежным».

Вот общепринятое объяснение такого запуска. Пусть для простоты затравочное поле почти параллельно оси вращения Земли (на самом деле достаточно, если оно имеет ненулевую компоненту в этом направлении, что практически неизбежно).

Скорость вращения вещества внешнего ядра убывает по мере уменьшения глубины, причем из-за его высокой электропроводности силовые линии магнитного поля движутся вместе с ним — как говорят физики, поле «вморожено» в среду.

 Поэтому силовые линии затравочного поля будут изгибаться, уходя вперед на больших глубинах и отставая на меньших.

В конце концов они вытянутся и деформируются настолько, что дадут начало тороидальному полю, круговым магнитным петлям, охватывающим земную ось и направленным в противоположные стороны в северном и южном полушариях. Этот механизм называется w-эффектом.

По словам профессора Стивенсона, очень важно понимать, что тороидальное поле внешнего ядра возникло благодаря полоидальному затравочному полю и, в свою очередь, породило новое полоидальное поле, наблюдаемое у земной поверхности: «Оба типа полей планетарного геодинамо взаимосвязаны и не могут существовать друг без друга».

15 лет назад Гэри Глатцмайер вместе с Полом Робертсом опубликовал очень красивую компьютерную модель геомагнитного поля: «В принципе для объяснения геомагнетизма давно имелся адекватный математический аппарат — уравнения магнитной гидродинамики плюс уравнения, описывающие силу тяготения и тепловые потоки внутри земного ядра.

Модели, основанные на этих уравнениях, в первозданном виде очень сложны, однако их можно упростить и адаптировать для компьютерных вычислений. Именно это и проделали мы с Робертсом. Прогон на суперкомпьютере позволил построить самосогласованное описание долговременной эволюции скорости, температуры и давления потоков вещества внешнего ядра и связанной с ними эволюции магнитных полей.

Мы также выяснили, что если проигрывать симуляцию на временных промежутках порядка десятков и сотен тысяч лет, то с неизбежностью возникают инверсии геомагнитного поля. Так что в этом отношении наша модель неплохо передает магнитную историю планеты. Однако есть затруднение, которое пока еще не удалось устранить.

Параметры вещества внешнего ядра, которые закладывают в подобные модели, все еще слишком далеки от реальных условий. Например, нам пришлось принять, что его вязкость очень велика, иначе не хватит ресурсов самых мощных суперкомпьютеров. На самом деле это не так, есть все основания полагать, что она почти совпадает с вязкостью воды.

Наши нынешние модели бессильны учесть и турбулентность, которая несомненно имеет место. Но компьютеры с каждым годом набирают силу, и лет через десять появятся гораздо более реалистичные симуляции».

«Работа геодинамо неизбежно связана с хаотическими изменениями потоков железо-никелевого расплава, которые оборачиваются флуктуациями магнитных полей,– добавляет профессор Стивенсон. — Инверсии земного магнетизма — это просто сильнейшие из возможных флуктуаций. Поскольку они стохастичны по своей природе, вряд ли их можно предсказывать заранее — во всяком случае мы этого не умеем».

Источник: https://elementy.ru/lib/431165

ЗЕМНО́Й МАГНЕТИ́ЗМ

Магнитное поле Земли

Авторы: А. Е. Левитин

ЗЕМНО́Й МАГНЕТИ́ЗМ (гео­маг­не­тизм), маг­нит­ное по­ле Зем­ли и око­ло­зем­но­го кос­мич. про­стран­ст­ва; раз­дел гео­фи­зи­ки, изу­чаю­щий маг­нит­ное по­ле Зем­ли и свя­зан­ные с ним яв­ле­ния (маг­не­тизм гор­ных по­род, тел­лу­ри­че­ские то­ки, по­ляр­ные сия­ния, то­ки в ио­но­сфе­ре и маг­ни­то­сфе­ре Зем­ли).

О су­ще­ст­во­ва­нии маг­не­тиз­ма бы­ло из­вест­но с глу­бо­кой древ­но­сти. Счи­та­ет­ся, что пер­вый ком­пас поя­вил­ся в Ки­тае (да­та по­яв­ле­ния спор­на). В кон. 15 в. во вре­мя пла­ва­ния Х.

 Ко­лум­ба бы­ло ус­та­нов­ле­но, что скло­не­ние маг­нит­ное раз­лич­но для раз­ных то­чек по­верх­но­сти Зем­ли. Это от­кры­тие по­ло­жи­ло на­ча­ло раз­ви­тию нау­ки о З. м. В 1581 англ. ис­сле­до­ва­тель Р.

 Нор­ман вы­ска­зал пред­по­ло­же­ние о том, что стрел­ку ком­па­са раз­во­ра­чи­ва­ют оп­ре­де­лён­ным об­ра­зом си­лы, ис­точ­ник ко­то­рых на­хо­дит­ся под по­верх­но­стью Зем­ли. Сле­дую­щим зна­ме­на­тель­ным ша­гом ста­ло по­явле­ние в 1600 кни­ги У.

 Гиль­бер­та «О маг­ни­те, маг­нит­ных те­лах и о боль­шом маг­ни­те – Зем­ле», где бы­ло да­но пред­став­ле­ние о при­чи­нах З. м. В 1785 на­ча­лись раз­ра­бот­ки спо­со­ба из­ме­ре­ния на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля, ба­зи­рую­ще­го­ся на ме­то­де вра­щаю­ще­го мо­мен­та, пред­ло­жен­ном Ш.

 Ку­ло­ном. В 1839 К. Гаусс тео­ре­ти­че­ски обос­но­вал ме­тод из­ме­ре­ния го­ри­зон­таль­ной со­став­ляю­щей век­то­ра маг­нит­но­го по­ля пла­не­ты. В нач. 20 в. бы­ла оп­ре­де­ле­на связь ме­ж­ду маг­нит­ным по­лем Зем­ли и её строе­ни­ем.

В ре­зуль­та­те на­блю­де­ний бы­ло ус­та­нов­ле­но, что на­маг­ни­чен­ность зем­но­го ша­ра бо­лее или ме­нее од­но­род­на, а маг­нит­ная ось Зем­ли близ­ка к её оси вра­ще­ния. Не­смот­ря на от­но­си­тель­но боль­шой объ­ём экс­пе­рим. дан­ных и мно­го­числ. тео­ре­тич.

ис­сле­до­ва­ния, во­прос о про­ис­хо­ж­де­нии З. м. окон­ча­тель­но не ре­шён. К нач. 21 в. на­блю­дае­мые свой­ст­ва маг­нит­но­го по­ля Зем­ли ста­ли свя­зы­вать с фи­зич. ме­ха­низ­мом гид­ро­маг­нит­но­го ди­на­мо (см.

Маг­нит­ная гид­ро­ди­на­ми­ка), со­глас­но ко­то­ро­му пер­во­на­чаль­ное маг­нит­ное по­ле, про­ник­шее в яд­ро Зем­ли из меж­пла­нет­но­го про­стран­ст­ва, мо­жет уси­ли­вать­ся и ос­лаб­лять­ся в ре­зуль­та­те дви­же­ния ве­ще­ст­ва в жид­ком яд­ре пла­не­ты.

Для уси­ле­ния по­ля дос­та­точ­но на­ли­чия оп­ре­де­лён­ной асим­мет­рии та­ко­го дви­же­ния.

Про­цесс уси­ле­ния про­дол­жа­ет­ся до тех пор, по­ка рост по­терь на на­грев сре­ды, иду­щий за счёт уве­ли­че­ния си­лы то­ков, не урав­но­ве­сит при­ток энер­гии, по­сту­паю­щей за счёт её гид­ро­ди­на­мич. дви­же­ния. Сход­ный эф­фект на­блю­да­ет­ся при ге­не­ра­ции элек­трич. то­ка и маг­нит­но­го по­ля в ди­на­мо-ма­ши­не с са­мо­воз­бу­ж­де­ни­ем.

Ха­рак­те­ри­сти­кой лю­бо­го маг­нит­но­го по­ля слу­жит век­тор его на­пря­жён­ности $\boldsymbol H$ – ве­ли­чи­на, не за­ви­ся­щая от сре­ды и чис­лен­но рав­ная маг­нит­ной ин­дук­ции в ва­куу­ме. Соб­ст­вен­ное маг­нит­ное по­ле Зем­ли (гео­маг­нит­ное по­ле) яв­ля­ет­ся сум­мой по­лей, соз­дан­ных разл. ис­точ­ни­ка­ми.

При­ня­то счи­тать, что на по­верх­но­сти пла­не­ты маг­нит­ное по­ле $\boldsymbol H_\text{T}$ скла­ды­ва­ет­ся из: по­ля, соз­да­вае­мо­го од­но­род­ной на­маг­ни­чен­но­стью зем­но­го ша­ра (ди­поль­ное по­ле, $\boldsymbol H_\text{0}$); по­ля, свя­зан­но­го с не­од­но­род­но­стью глу­бо­ких сло­ёв зем­но­го ша­ра (по­ле ми­ро­вых ано­ма­лий, $\boldsymbol H_\text{a}$); по­ля, обу­слов­лен­но­го на­маг­ни­чен­но­стью верх­них час­тей зем­ной ко­ры ($\boldsymbol H_\text{к}$); по­ля, вы­зы­вае­мо­го внеш­ни­ми при­чи­на­ми ($\boldsymbol H_\text{в}$); по­ля ва­риа­ций ($δ\boldsymbol H$), так­же свя­зан­ных с ис­точ­ни­ка­ми, рас­по­ло­жен­ны­ми вне зем­но­го ша­ра: $\boldsymbol H_\text{T} = \boldsymbol H_\text{0} + \boldsymbol H_\text{к} + \boldsymbol H_\text{а} + \boldsymbol H_\text{в} + δ\boldsymbol H$. Сум­ма по­лей $\boldsymbol H_\text{0} + \boldsymbol H_\text{к}$ об­ра­зу­ет глав­ное маг­нит­ное по­ле Зем­ли. Его вклад в по­ле, на­блю­дае­мое на по­верх­но­сти пла­не­ты, со­став­ля­ет бо­лее 95%. Ано­маль­ное по­ле $\boldsymbol H_\text{а}$ (вклад $\boldsymbol H_\text{а}$ в $\boldsymbol H_\text{T}$ ок. 4%) под­раз­де­ля­ет­ся на по­ле ре­гио­наль­но­го ха­рак­те­ра (ре­гио­наль­ная ано­ма­лия), рас­про­стра­няю­щее­ся на боль­шие пло­ща­ди, и по­ле мест­но­го ха­рак­те­ра (ло­каль­ная ано­ма­лия). Сум­му по­лей $\boldsymbol H_\text{0} + \boldsymbol H_\text{к} + \boldsymbol H_\text{в}$ час­то на­зы­ва­ют нор­маль­ным по­лем ($\boldsymbol H_\text{н}$). Т. к. $\boldsymbol H_\text{в}$ ма­ло́ по срав­не­нию с $\boldsymbol H_\text{0}$ и $\boldsymbol H_\text{к}$ (ок. 1% от $\boldsymbol H_\text{T}$), нор­маль­ное по­ле прак­ти­че­ски сов­па­да­ет с гл. маг­нит­ным по­лем. Ре­аль­но на­блю­дае­мое по­ле (за вы­че­том по­ля ва­риа­ций $δ\boldsymbol H$) есть сум­ма нор­маль­но­го и ано­маль­но­го маг­нит­ных по­лей: $\boldsymbol H_\text{T} = \boldsymbol H_\text{н} + \boldsymbol H_\text{а}$. За­да­ча раз­де­ле­ния по­ля на по­верх­но­сти Зем­ли на эти две час­ти яв­ля­ет­ся не­оп­ре­де­лён­ной, т. к. раз­де­ле­ние мож­но про­вес­ти бес­ко­неч­ным чис­лом спо­со­бов. Для од­но­знач­но­сти ре­ше­ния дан­ной за­да­чи не­об­хо­ди­мы све­де­ния об ис­точ­ни­ках ка­ж­дой из со­став­ляю­щих маг­нит­но­го по­ля Зем­ли. К нач. 21 в. ус­та­нов­ле­но, что ис­точ­ни­ка­ми ано­маль­но­го маг­нит­но­го по­ля яв­ля­ют­ся на­маг­ни­чен­ные гор­ные по­ро­ды, за­ле­гаю­щие на глу­би­нах, ма­лых по срав­не­нию с ра­диусом Зем­ли. Ис­точ­ник гл. маг­нит­но­го по­ля на­хо­дит­ся на глу­би­не боль­ше по­ло­ви­ны ра­диу­са Зем­ли. Мно­го­числ. экс­пе­рим. дан­ные по­зво­ля­ют по­стро­ить ма­те­ма­тич. мо­дель маг­нит­но­го по­ля Зем­ли, ос­но­ван­ную на фор­маль­ном изу­че­нии её струк­ту­ры.

Для раз­ло­же­ния век­то­ра $\boldsymbol H_\text{T}$ на со­став­ляю­щие обыч­но ис­поль­зу­ют пря­мо­уголь­ную сис­те­му ко­ор­ди­нат с на­ча­лом в точ­ке из­ме­ре­ния по­ля O (рис.). В этой сис­теме ось Ox ори­ен­ти­ро­ва­на по на­прав­ле­нию гео­гра­фич.

ме­ри­диа­на на се­вер, ось Oy – по на­прав­ле­нию па­рал­ле­ли на вос­ток, ось Oz на­прав­ле­на свер­ху вниз к цен­тру зем­но­го ша­ра.

Про­ек­цию $\boldsymbol H_\text{T}$ на ось Ox на­зы­ва­ют се­вер­ной со­став­ляю­щей по­ля, про­ек­цию на ось Oy – вос­точ­ной со­став­ляю­щей, про­ек­цию на ось Oz – вер­ти­каль­ной со­став­ляю­щей; они обо­зна­ча­ют­ся со­от­вет­ст­вен­но че­рез X, Y, Z.

Про­ек­цию $\boldsymbol H_\text{T}$ на плос­кость xy обо­зна­ча­ют как $\boldsymbol H$ и на­зы­ва­ют го­ри­зон­таль­ной со­став­ляю­щей по­ля. Вер­ти­каль­ная плос­кость, про­хо­дя­щая че­рез век­тор $\boldsymbol H_\text{T}$ и ось Oz, на­зы­ва­ет­ся плос­ко­стью ме­ри­диа­на маг­нит­но­го, а угол ме­ж­ду гео­гра­фич.

и маг­нит­ным ме­ри­диа­на­ми – маг­нит­ным скло­не­ни­ем, обо­зна­чае­мым че­рез D. Ес­ли век­тор $\boldsymbol H$ от­кло­нён от на­прав­ле­ния оси Ox к вос­то­ку, скло­не­ние бу­дет по­ло­жи­тель­ным (вост. скло­не­ние), а ес­ли к за­па­ду – от­ри­ца­тель­ным (зап. скло­не­ние).

Угол ме­ж­ду век­то­ра­ми $\boldsymbol H$ и $\boldsymbol H_\text{T}$ в плос­ко­сти маг­нит­но­го ме­ри­диа­на но­сит на­зва­ние на­кло­не­ния маг­нит­но­го и обо­зна­ча­ет­ся че­рез I. На­кло­не­ние I по­ло­жи­тель­но, ко­гда век­тор $\boldsymbol H_\text{T}$ на­прав­лен вниз от зем­ной по­верх­но­сти, что име­ет ме­сто в Сев.

по­лу­ша­рии Зем­ли, и от­ри­ца­тель­но, ко­гда $\boldsymbol H_\text{T}$ на­прав­лен вверх, т. е. в Юж. по­лу­ша­рии. Скло­не­ние, на­кло­не­ние, го­ри­зон­таль­ная, вер­ти­каль­ная, се­вер­ная, вос­точ­ная со­став­ляю­щие но­сят на­зва­ние эле­мен­тов зем­но­го маг­не­тиз­ма, ко­то­рые мож­но рас­смат­ри­вать как ко­ор­ди­на­ты кон­ца век­то­ра $\boldsymbol H_\text{T}$ в разл. сис­те­мах ко­ор­ди­нат (пря­мо­уголь­ной, ци­лин­д­ри­че­ской и сфе­ри­че­ской).

Ни один из эле­мен­тов З. м. не ос­та­ёт­ся по­сто­ян­ным во вре­ме­ни: их ве­ли­чи­на ме­ня­ет­ся от ча­са к ча­су и от го­да к го­ду. Та­кие из­ме­не­ния по­лу­чи­ли на­зва­ние ва­риа­ций эле­мен­тов З. м. (см. Маг­нит­ные ва­риа­ции). Из­ме­не­ния, про­ис­хо­дя­щие в те­че­ние ко­рот­ко­го про­ме­жут­ка вре­ме­ни (око­ло су­ток), но­сят пе­рио­дич.

ха­рак­тер; их пе­рио­ды, ам­пли­ту­ды и фа­зы чрез­вы­чай­но раз­но­об­раз­ны. Из­ме­не­ния сред­не­го­до­вых зна­че­ний эле­мен­тов но­сят мо­но­тон­ный ха­рак­тер; их пе­рио­дич­ность вы­яв­ля­ет­ся лишь при очень боль­шой дли­тель­но­сти на­блю­де­ний (по­ряд­ка мн. де­сят­ков и со­тен лет).

Мед­лен­ные ва­риа­ции маг­нит­ной ин­дук­ции на­зы­ва­ют­ся ве­ко­вы­ми; их ве­ли­чи­на со­став­ля­ет ок. 10–8 Тл/год. Ве­ко­вые ва­риа­ции эле­мен­тов свя­за­ны с ис­точ­ни­ка­ми по­ля, ле­жа­щи­ми внут­ри зем­но­го ша­ра, и вы­зы­ва­ют­ся те­ми же при­чи­на­ми, что и са­мо маг­нит­ное по­ле Зем­ли. Бы­ст­ро­теч­ные ва­риа­ции пе­рио­дич. ха­рак­те­ра обу­слов­ле­ны элек­трич.

то­ка­ми в око­ло­зем­ной сре­де (см. Ио­но­сфе­ра, Маг­ни­то­сфе­ра) и весь­ма раз­ли­ча­ют­ся по ам­пли­ту­де.

К нач. 21 в. при­ня­то вы­де­лять сле­дую­щие при­чи­ны, вы­зы­ваю­щие З. м. Ис­точ­ник гл. маг­нит­но­го по­ля и его ве­ко­вых ва­риа­ций рас­по­ло­жен в яд­ре пла­не­ты. Ано­маль­ное по­ле обу­слов­ле­но со­во­куп­но­стью ис­точ­ни­ков в тон­ком верх­нем слое, на­зы­вае­мом маг­ни­тоак­тив­ной обо­лоч­кой Зем­ли.

Внеш­нее по­ле свя­за­но с ис­точ­ни­ка­ми в око­ло­зем­ном про­стран­ст­ве. По­ле внеш­не­го про­ис­хо­ж­де­ния на­зы­ва­ет­ся пе­ре­мен­ным элек­тро­маг­нит­ным по­лем Зем­ли, по­сколь­ку оно яв­ля­ет­ся не толь­ко маг­нит­ным, но и элек­три­че­ским.

Глав­ное и ано­маль­ное по­ля час­то объ­е­ди­ня­ют об­щим ус­лов­ным тер­ми­ном «по­сто­ян­ное гео­маг­нит­ное по­ле».

Осн. ме­тод изу­че­ния гео­маг­нит­но­го по­ля – не­по­сред­ст­вен­ное на­блю­де­ние про­стран­ст­вен­но­го рас­пре­де­ле­ния маг­нит­но­го по­ля и его ва­риа­ций на по­верх­но­сти Зем­ли и в око­ло­зем­ном про­стран­ст­ве. На­блю­де­ния сво­дят­ся к из­ме­ре­ни­ям эле­мен­тов З. м. в разл.

точ­ках про­стран­ст­ва и но­сят на­зва­ние маг­нит­ных съё­мок. В за­ви­си­мо­сти от мес­та про­ве­де­ния съё­мок их под­раз­де­ля­ют на на­зем­ные, мор­ские (гид­ро­маг­нит­ные), воз­душ­ные (аэро­маг­нит­ные) и спут­ни­ко­вые.

В за­ви­си­мо­сти от раз­ме­ра тер­ри­то­рии, ко­то­рую ох­ва­ты­ва­ют съём­ки, вы­де­ля­ют гло­баль­ные, ре­гио­наль­ные и ло­каль­ные съём­ки.

По из­ме­ряе­мым эле­мен­там съём­ки де­лят­ся на мо­дуль­ные (Т-съём­ки, при ко­то­рых ве­дёт­ся из­ме­ре­ние мо­ду­ля век­то­ра по­ля) и ком­по­нент­ные (из­ме­ря­ет­ся толь­ко од­на или неск. ком­по­нент это­го век­то­ра).

Зем­ное маг­нит­ное по­ле на­хо­дит­ся под воз­дей­ст­ви­ем по­то­ка сол­неч­ной плаз­мы – сол­неч­но­го вет­ра. В ре­зуль­та­те взаи­модей­ст­вия сол­неч­но­го вет­ра с маг­нит­ным по­лем Зем­ли об­ра­зу­ет­ся внеш­няя гра­ни­ца око­ло­зем­но­го маг­нит­но­го по­ля (маг­ни­то­пау­за), ог­ра­ни­чи­ваю­щая зем­ную маг­ни­то­сфе­ру.

Фор­ма маг­ни­то­сфе­ры по­сто­ян­но ме­ня­ет­ся под воз­дей­ст­ви­ем сол­неч­но­го вет­ра, часть энер­гии ко­то­ро­го про­ни­ка­ет внутрь неё и пе­ре­да­ёт­ся то­ко­вым сис­те­мам, су­ще­ст­вую­щим в око­ло­зем­ном про­стран­ст­ве.

Из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­ля Зем­ли во вре­ме­ни, вы­зван­ные дей­ст­ви­ем этих то­ко­вых сис­тем, на­зы­ва­ют­ся гео­маг­нит­ны­ми ва­риа­ция­ми и раз­ли­ча­ют­ся как по сво­ей дли­тель­но­сти, так и по ло­ка­ли­за­ции. Су­ще­ст­ву­ет мно­же­ст­во разл. ти­пов вре­менны́х ва­риа­ций, ка­ж­дый из ко­то­рых име­ет свою мор­фо­ло­гию.

Под дей­ст­ви­ем сол­неч­но­го вет­ра маг­нит­ное по­ле Зем­ли ис­ка­жа­ет­ся и при­об­ре­та­ет «шлейф» в на­прав­ле­нии от Солн­ца, ко­то­рый про­сти­ра­ет­ся на сот­ни ты­сяч ки­ло­мет­ров, вы­хо­дя за ор­би­ту Лу­ны.

Ди­поль­ный маг­нит­ный мо­мент Зем­ли со­став­ля­ет ок. 8·1022 А·м2 и по­сто­ян­но умень­ша­ет­ся. Ср. ин­дук­ция гео­маг­нит­но­го по­ля на по­верх­но­сти пла­не­ты ок. 5·10–5 Тл. Осн.

маг­нит­ное по­ле Зем­ли (на рас­стоя­нии ме­нее трёх ра­диу­сов Зем­ли от её цен­тра) по фор­ме близ­ко к по­лю эк­ви­ва­лент­но­го маг­нит­но­го ди­по­ля, центр ко­то­ро­го сме­щён от­но­си­тель­но цен­тра Зем­ли при­мер­но на 500 км в на­прав­ле­нии на точ­ку с ко­ор­ди­на­та­ми 18° с. ш. и 147,8° в. д.

Ось это­го ди­по­ля на­кло­не­на к оси вра­ще­ния Зем­ли на 11,5°. На та­кой же угол по­лю­сы гео­маг­нит­ные от­сто­ят от со­от­вет­ст­вую­щих гео­гра­фич. по­лю­сов. При этом юж. гео­маг­нит­ный по­люс на­хо­дит­ся в Сев. по­лу­ша­рии.

Ши­ро­ко­мас­штаб­ные на­блю­де­ния за из­ме­не­ния­ми эле­мен­тов З. м. ве­дут­ся в маг­нит­ных об­сер­ва­то­ри­ях, об­ра­зую­щих ми­ро­вую сеть. Ва­риа­ции гео­маг­нит­но­го по­ля ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся спец. при­бо­ра­ми, дан­ные из­ме­ре­ний об­ра­ба­ты­ва­ют­ся и по­сту­па­ют в ми­ро­вые цен­тры сбо­ра дан­ных.

Для ви­зу­аль­но­го пред­став­ле­ния кар­ти­ны про­стран­ст­вен­но­го рас­пре­де­ле­ния эле­мен­тов З. м. про­во­дит­ся по­строе­ние карт изо­ли­ний, т. е. кри­вых, со­еди­няю­щих на кар­те точ­ки с оди­на­ко­вы­ми зна­че­ния­ми то­го или ино­го эле­мен­та зем­но­го маг­не­тиз­ма (см. кар­ты).

Кри­вые, со­еди­няю­щие точ­ки оди­на­ко­вых магнитных скло­не­ний, на­зы­ва­ют­ся изо­го­на­ми, кри­вые оди­на­ко­вых магнитных на­кло­не­ний – изо­кли­на­ми, оди­на­ко­вых го­ри­зон­таль­ных или вер­ти­каль­ных, се­вер­ных или вос­точ­ных со­став­ляю­щих век­то­ра $\boldsymbol H_\text{T}$ – изо­ди­на­ма­ми со­от­вет­ст­вую­щих со­став­ляю­щих.

Ли­нии рав­ных из­ме­не­ний по­ля при­ня­то на­зы­вать изо­по­ра­ми; ли­нии рав­ных зна­че­ний по­ля (на кар­тах ано­маль­но­го по­ля) – изо­ано­ма­лия­ми.

Ре­зуль­та­ты ис­сле­до­ва­ний З. м. при­ме­ня­ют для изу­че­ния Зем­ли и око­ло­зем­но­го про­ст­ран­ст­ва.

Из­ме­ре­ния ин­тен­сив­но­сти и на­прав­ле­ния на­маг­ни­чен­но­сти гор­ных по­род по­зво­ля­ют су­дить об из­ме­не­нии гео­маг­нит­но­го по­ля во вре­ме­ни, что слу­жит клю­че­вой ин­фор­ма­ци­ей для оп­ре­де­ле­ния их воз­ра­ста и раз­ви­тия тео­рии ли­то­сфер­ных плит.

Дан­ные о гео­маг­нит­ных ва­риа­ци­ях ис­поль­зу­ют­ся при маг­нит­ной раз­вед­ке по­лез­ных ис­ко­пае­мых. В око­ло­зем­ном про­стран­ст­ве на рас­стоя­нии ты­ся­чи и бо­лее ки­ло­мет­ров от по­верх­но­сти Зем­ли её маг­нит­ное по­ле от­кло­ня­ет кос­ми­че­ские лу­чи, за­щи­щая всё жи­вое на пла­не­те от жё­ст­кой ра­диа­ции.

Источник: https://bigenc.ru/physics/text/2382020

Booksm
Добавить комментарий