Варіації елементів земного магнетизму та аномалії магнітного поля
Кожен з елементів магнетизму змінюється в часі. Він не зали шається постійним у багаторічному періоді, протягом сезону, діб і в менші проміжки часу. Такі зміни називаються варіаціями еле ментів земного магнетизму і можуть бути найрізноманітнішими. Всі варіації елементів земного магнетизму за своїм походженням поділяють на два типи: швидкоплинні періодичні і повільні (вікові). Перші з них викликані електричними полями іоносфери, другі внутрішніми джерелами земної кулі. Тому спостережуване геомаг нітне поле за ступенем зміни і характером динаміки поділяють на головне (постійне) і змінне магнітне поля. В першому випадку маг нітне поле вільне від всіх типів варіацій з періодом до року, тобто має варіації вікові, пов’язані з внутрішніми причинами. Головне магнітне поле з середньою напруженістю приблизно 40 А/м існує близько 3-Ю9років, що неістотно відрізняється від віку Землі. Воно змінюється доволі складно і характеризується деяким спектром. В ньому можна виділити три частини коливань: основну, що відпо відає періоду біля 7500 років, середню - приблизно 1000 років, ви соку - з періодом біля 100 років і менше. Археомагнітні дані дозво ляють вважати, що напруженість геомагнітного поля за останні 8000 років змінювалась таким чином: найбільших значень вона досягла приблизно на початку нашої ери і була у два рази більша сучасної (Адаменко, 2000). Спочатку були відкриті вікові варіації магнітного схилення. Добові варіації схилення були вперше виявлені у 1682 р. Гуї Ташаром, який, спостерігаючи схилення у м. Луво в Сіамі протягом трьох днів підряд виявив, що воно багаторазово впродовж дня змінюється. Більш переконливо наявність добових магнітних варіацій була доведена лондонським годинниковим майстром Грехемом, котрий, провівши у 1722 р. над магнітною стрілкою протягом одного дня біля сотні спостережень, переконався, що це явище має місце. Спо стереження Грехема підтвердив у тому ж році Андерс Цельсій (1670-
1744) в Упсалі (Швеція), після чого добові зміни поля стали оче видним фактом. В наш час напруженість геомагнітного поля знижується. Від початку активного вивчення магнетизму було сформульо вано велику кількість різних гіпотез щодо причини наявності по стійного магнітного поля Землі. Найбільш вдало природу головного магнітного поля пояснює гідродинамічна гіпотеза, висунута у 1947 р. Я. І. Френкелем (18841952) та згодом розвинута В. Ельзассером (США) і Е. Буллардом (Англія). Вона виходить із того, що геомагнітне поле утворюється і підтримується за рахунок т. зв. динамо-механізму, тобто утворен ня магнітного поля в земних глибинах відбувається подібно до того, як утворюється магнітне поле в динамо-машині з самозбудженням (принцип магнето). За гідродинамічною гіпотезою основною причиною виникнен ня геомагнітного поля є утворення електричних струмів у ядрі Землі. Рідке зовнішнє ядро Землі обертається не як єдине ціле, тобто різні шари ядра обертаються з різними швидкостями. Диференційоване обертання речовини (що супроводжується гравітаційним перероз поділом її) у зовнішньому рідкому ядрі і в той же час обертання цієї частини ядра відносно мантії Землі є головною причиною утворення геомагнітного поля. Я. І. Френкель припускав, що при наявності навіть слабкого первинного магнітного поля у рухомих металічних масах виника ють індукційні струми, які здатні викликати вторинне магнітне поле, що посилюватиме первинне. Це поле буде постійно зростати за рахунок енергії, яка підтримує конвективний рух, і може зростати до величин, котрі спостерігаються в дійсності. Згідно теорії Ельзассера (1949 р.) електричні струми у надрах Землі утворюються під дією термоелектрорушійної сили, яка ви никає через різницю температур. Змінне магнітне поле Землі на відміну від повільно змінюваного головного поля характеризується різкими змінами своїх параметрів протягом року від часток секунди до місяців. Воно є не лише маг нітним, але й електричним. Тому до нього застосовують термін електромагнітне поле Землі. На Землі більше районів із магнітними аномаліями, ніж без них. За Б. М. Яновським, в абсолютній більшості випадків інтенсивність магнітних аномалій не перевищує 10 % інтенсивності головного геомагнітного поля. Однак є місцевості, де елементи земного маг нетизму змінюються значно. Так, в районах Курської магнітної аномалії схилення змінюється в межах ± 180°, тоді як нормальне
значення О для цієї місцевості складає всього декілька градусів. Те ж саме стосується і вертикальної складової, яка тут досягає 80... 160 А/м, в 2...4 рази перевищуючи нормальне значення (2 Е при 0,5 Е у середньому в природі). Залежно від розмірів ділянок магнітні аномалії поділяються на світові, регіональні та локальні. Зони розповсюдження світових аномалій мають у поперечнику до декількох тисяч кілометрів, тоб то співставні з континентами, хоча не завжди з ними співпадають. Джерела їх, на думку більшості учених сучасності, знаходяться на глибині, приблизно рівній 1/3 радіуса Землі. З шести світових ано малій найбільш інтенсивною є додатна Східно-Азіатська матери кова аномалія, що охоплює всю Азіатську і частково Європейську ділянку материка. Центр найбільш потужної від’ємної аномалії знаходиться в Західній Африці; аномалія поширюється на всю Аф рику і частину Атлантичного океану. Регіональні аномалії мають розміри в поперечнику від 50 до 1000 км. Локальні, або місцеві, аномалії відбивають невеликі магнітні неоднорідності земної кори (окремі інтрузії - ділянки за стиглої магми, зони розломів, оруднені тіла). У практичній роботі геологи вивчають в першу чергу локальні та регіональні аномалії.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Варіації елементів земного магнетизму та аномалії магнітного поля» з дисципліни «Геофізична екологія»
