Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 14
Текст из файла (страница 14)
32), Вектор магннт$юго поля, который в литературе ио геомагнетнзму обычно обозначается Г нли Т, а не В, можно затем разложить на декартовы компоненты, обоз$$ачаемые Х (северная), 2 (восточийа) и У (вертикаль$$эа). компонента ПОля, расположенная в гориэоигальной плоскост$$, представляет собой горизонтальную напряженнОсть Н, которая Ориенти!ЗОВЭ$$а ёо направлению стрелки Обычно!'О морского или 2еографического компаса. Угол между Н и направлением нй истинный север называется маъи22$нь$м ск,$етееееЕем О, которое считается положительным (Отри!$атсльным), когда н $$алраалсно на восток (ЗЭПаД) ОтиоентЕЛЬНО НаПРаВЛЕНИЯ На СЕВЕР.
Не!К,$222ЕЕЭМЕ,1-ЗГО УтОЛ между е и Н; оно положительно (отрицательно), когда Г напраэ2$смо Вниз (Вверх) От горизОнтальной плоскос!'и- Эти з2~'.ИР$2$2$ь$ .чя22$$имн2ее2 2ен;Еее связаны между СОбОй уравнениями К 7 (Х2 + у2 + Ж2)112 (Н2 + '72)1Е2 (2) Х = Нам,()„У = ИЫО О, Х = аз|Ее У, (3) Н = Есоэе, (4) где И-абсол!ОТЕЕЙЯ величина горизонтальной сос!Эвляюшеи.
а Р = Т- величина полною вектора магнитного пола. Таким Образом, Величина и напр авление Вектора $' Однозначно Определяются любь$ми тремя не Н,.$.', )) . зависимыми элементами, например ($$., у, 2), (Е,.1, 0) или (,, ). В системе МКС нйпряже$$иость магнитного поля В (в литературе по фиэнее обычно называемая магнитной индукцией) традиционно выражая Нее(А м) илн в Вбе'м2.
В последние годы единица Вб/мз была ЛЙСЬ Я переименована в теслу (Тл). 8 гэуссовой системе (системе СГС) д и " е ини еи магнитной индукции является гаусс (Гс). В литературе по гсо- и бномагнетнэму часто встречается единица, называемая эрстед (Э) и предстаэляю$цая собой единицу измерения напряженности магнитного поля в системе СГС (ее не следует путать с горизонтальной состйвля$ОП$ей Н геомагнитиого поля), которая в системе МКС эквнвалентиа Аеем, Однако для всех практических приложений эрстед н гаусс численно равны. При измерениях Очень слабых магнитных полей используются на$ютссла (НТл) в системе МКС и гамма (у) в СГС.
Эти единицы мэгннтиОй индукции связаны между собой следу$оп$ими соотнО !1 ЕСН ИЯМ И: ! Гс= 10 'Тл = !О Ф Вб/М2, ! у = 10 ' Гс = !О ' Тл = ! $етл, Индукция геома!.!Ентного поля нэ поверхности Земля иэменяегся ~!р$емерно от 0,24 Гс в районе Рио-де Жанейро (Брази2$ия) до 0„6!-!),6э Гс яблизн гсограе)Н$ческих полюсон По лабораторным стандартам это ноле лояольпо слабое. Постоянные поля до 100 ООО Гс Легко соэлэ!Отся в лабораторных условиях, а магнитное поле вблизи игрушечного магнита имеет порядок !ОО Гс. С другой стороны, Виксяо и др. (%йамэ е! а!., !9!)О) обнаружили пОле В О.!2 нТл, созданнОЕ потенциалоМ Действия $г$олироэанного седаля$пного нерва лягушки-быка. Посяел$$яя величина прсЛСТЙВЛЯЕТ Интсрес, ПоскОЛЬКу Она позвОПЯЕт ОпвнитЬ урОВЕНЬ ШУмэ внутри организма, Чтобы внешние поля можно было обнаружить Оиоло1"ннсским путем, Они долж$$ы преВыпгэть уровень $$$ума.
ОЛЕ!Ой из главных задач прикладного геомагнетизмэ является построение карт элементов магнитного поля. Ыэгнитные исследования проводились мореплавателями начиная но крайней мере с ! з00-х голов, но ссрьезныс мировые магнитные съемки стали Проводиться лишь с начала нап$егО Века.
ПервОначэльпО измеряли тОлькО склонениЯ и цэклоеюцмя поскольку $$адеж$$ь$е измерения напряженности мэгинтногО цое1я Оказались ВОЗМОжнь$ ТОЛЬКО после теоретических и техиОлоги- чсскИХ дОСтижсний Х)Х В. В НаСтОящЕЕ Враия МЭГНИтиОЕ ПОЛЕ НЕ- прерывно изучают с пОМОщью назем$$ых„морских, Воэду$пных и спутниковых измерений, При этом наиболее точные измерения проводятся иа глОбэльной сети, сост$$Я$пей из 100 рэзме$$$енных ЛО Всему миру пОстояп пых наземных магнитных обсерваторий.
Таким образом, детальная НЕ!формация о структуре н повелении поля получена примерно за последние 80 лет, Выводы о глобальном распределении поля до этого эРСМЕНи ПРИХОДнтСЯ ДЕЛатЬ, ИСХОДЯ НЗ КРайие ОТРЫВОЧНЫХ ДЭИИЫХ, используя приложеннь$й е гоомагнетизму принцип униформизма, взвест- !11.$й как игипотеэа Осевого геопентряческого диполяэ Изучение магнитного поля достигло кульминации в период МироеЕОЕЕ зле'нмл$эеей л$ем$$и, проведенной учеными разнь!х стран.
В результате бы:Еи собраны данные с !961 по !967 г и построено Междуиарод$$ое 1112!О!!1$ое геомагиитное поле (МЭГП) для эпохи 1965.0. На рис, 3.3-35 показаны карты элем~нтов Р, 0 и $, полученные для эпохи 1965 с $$спользоэаннем МЭГП' Более детальный анализ вывода МЭГП для э!!охи !965 приводится в работе ЪТ$пда, 19'2!. Используя представленные ниже карты, сделаем несколько замеча$1нй О ХарактЕрЕ ПОЛЯ. Над бОЛЬШЕй ЧаетЫО ССЭЕрПОГО ПОЛуШЭрня ЛИНИИ $1о»я направлены вниз (! > О).
Нэд большей частью Южного полушария еиЕИ направлены вверх (1 СО) (см. Также рнс. 3.!3) Линии равных )еэмнОГО более дстне$ьньЕе юрты ое!убляхОВэиы Океанографкчсскям упрэя. к!Э!ем ПЫС США, «««««« ~ магикп«о««и««к««ожк««е з««««мэГ$1:«««ок««!%в5.в 1Улза«$в. «Ч7«1. ' «««««««««««'«« '««««, ««', «', «««1 Ч«« '«««о о«««««««««« '« ««;«каонсний нз:$ывзю'«ся «г«ОА".ишзм«$ изк з«з««в««Руз«ы«к««$$$$$««««з««дз««ь ИЗО- кл««$«з, опояс «взкнцзз Землю, д««з которой 1 = О. 1«з.«ывзстсз.иа:з««и«$««.«,и .«Х«$«зн««р«х«$. а точка.
в ко'горой 1 = + 90" 1! = — 90"1, ««з.«ь«взстсв Г«"зер«««зз« ~«ожиьь«$,«з«$$ги«$«$«зым $«О,$«вг««зь Заметим, ч'Го магнитные «и«люса нс совп««дз«от с ГсОГр««фкчсскимн и нс являются антиподами, Для $1О««в «поки 1965 ссвср«$ый магнитный полюс располагался в пределах Сс««ср«ин о «$«$1«зр««О$ о круга из острове Б«1 герст 1К«$$«ала) приблизительно в «очке с хоорлиизтзмз 75,.ъ' с, «$$., 1О! ' з.д., тогда кзк «ож$«ый сразу за 10ж««ь«м зоззрвым кругом нв Зсмзс Адели (А««тзрктидд) примерко в районе 65,5«ю, ш., 140,3" в.д. Совсрц$сн«$о ясин, что гсомзгиитвос ноле содсржит ъкзчитсльиую «рнснтзционную н навигационную информацию.
Линии равной ««з««рзжс«$1$ост$$ поля. Называемые зз««$$«$«$1«и««ии. кад большей частью ««овсрхностк Земли простираются в направлении вос«ок-зз««зд. что ««озволяет производить приближенное Определение широты В каждом «юлушарии. По изокдинам можно еп$С точнее определять гсографи. ку«о широту, а изменекис знака 1 на экваторе даст возможность ««ровсстн границу между полушариями, При наличии магнитного ком- ««1«с«$ можно определить склонение в л«обой точке.
что равносильно О««1ждслс«$ию напраВле$$ия на ГСОГрафичсский север. Линии рявнОГО схло««с««и««. ИВЗЫВасмые $$3««РО«$«$«и$«. и НЗОклкны Образу$ОТ координат1$ую сетку. аналогичную той, которую образуют географические параллели и х«сридгп«$«ь$. Отметим, что ест две линии нулевого м««гниткого скло««сзия (О = О) (см, рис, 3.4). В свете многочисленных исследовз«$нй ориеитацин К Мнграцин жнВОтНЫХ, КОтОрЫЕ ПрОВОдНЛИСЬ В ЕВРОПЕ В течснвс иосясд$«нх нескольких дссятилстий, интсрсснО Отмстить. что ««д««з линия нулевОГО маГнитнОГО склОнсння проходит через Цсвтрз««ьную европу почти точно в меридиональном направлении, За явным ««скгоочснием Бентральной Евразии к Южной Афркки, нзд большей '«««с«.$*«О континентов и северных океанов изогоны проходят прнб«анз««'«с««1 ио с сеВера на юГ, пОзтОму их мОжнО исп03$ьзовзть для ОП1хЛслс«$НЯ ГСОГрафическОЙ дОЛГОты без помо1ци часОВ.
Построение карт магнитного поля-непростая задача, Как правило, данные должны быть отбрзковвны и взвсц$ены с учетом их надежности, $1о лзкным спутниковых к азромзгнитнь«х измерений нужно определить соот««стстВующие значсння на поверхности. $ яедуст исключить локаль" змс «$$«омвлиз, связвзиь«с гззв«$ым образом с $'сологзчсскими струк'«'урв "««$. р««сположси««ыми в $«секо."«ьких верх««зх киз«омс'$'рах земной корь«, Кроме «т««-о, з«$зче««их геомзг1«кт$«ых элементов не постояпны во врс- х$С«$««. з илрсйфуютэ от года к году, испьггывают периодические су««к«НЫС мССЯЧ«н.«Е И ГОДОВЫЕ ВаРиаЦНН И ВРЕМЯ От ВРЕМЕНН ВОЗМУЩаЮтСЯ '«$««$«$$т«$«.«ми бурями.
Возмущения необходимо исключить, периодические флуктуации-усредннть по определенным интервалам времени, а "-. «И««ыс та несколько лег должны быть приведены к одному н тому же ««рсмеии. Лрс«$«р знзчскнй мзг««ит«$ь«х элементов. Известный под нззвзкнсм Сааеиеиие Рис. 3.6, Вековые аариапии,р и 1, зарстистрироеакиые абяиэи Аондоиа и Парижа м последиис 4ОО яст. Сплошав кривме построснм в соответствии с иостояииььв мпааямк, полукииыми иа обсерваториях, а пуиктириыа-ио историчсоаим даиимм„ирсдостааасииым Гаабар-Пуэртасаи (ОяЬат-ристсаз, В53) (ЯЫМа, 197О) еекеес4 еоращии, происходит достаточно быстро, что требует ревизии геомагнитлмх карт каждые 5 — 10 лет.
Классические примеры вековой вариации обнаружены в геомагнитных записях, полученных вблизи Лондона и Парижа в течение последних нескольких сотен лет (рис, З.б). В этих районах склонение изменилось на й, а наклонение иа б" за 1ОО лег. Такие быстрые измеиеиии полл по направлению аиио имеют биологический смысл.
Боли способность ориентироватьсл относительно геомаглитпого поли может быть генетически запрограммирована, то маловероятно„чтобы и абсолютное направление полл было заложено в эту программу. ПОследуиэщке ПОкОлеиил должны научиться сзазивать направление иймагнитного полл с конкретным географическим направлением. На рис. 3.7-3.9 приведены карты годовых вековых вариаций Е, В и 1 ддв мЭГй эпохи 1965, Из анализа этих карт видно, что вековал Рис. 3 7, Исковая яаряяияя Л (итфтоф дая МЭГП мохи )965.6 схтмоя, 1970, варнациа лвлветсл глобальной характеристикой полл, и измепеиия .0 н 1 в районе Лондона и Парижа весьма типичны. Из характера кривых, показанных иа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
