Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 16
Текст из файла (страница 16)
!. Ин»акции а в1)я),м',иг 1'ис. 3 14. Схемати"»всвое взсбрюкеине различий ысжду г»;с»"р»»Ф»» аеевиа»в гсомагиитиыми и магнит~ими»»слкн~з»»и и э»и»атО рами »МсБ1!»!вву„!973). !аи» а Гааги»»»рв~асща га»в»»гви» в»вй валяе в»и»»вс ков в маг»»итисе поле ка поверхности Земли составляет менее 1%. (Во время магнитной бури он может достигать нескольких нроцеитов, ко, как мы отмечалк, такие време»»кые источники»»сил»оча»отса из далнь»х магниткой сьемки.) Таким образом, как показал Гаусс более 100 лет назад, геомагнитнсе поле обусловлено главным образом источниками, расположеннымк внутри Земли.
Позтому иоле внутреннего происхождения квзмва»от ГА»мним ееомжяйизна»Ф ИФАем. Дяя МЗГП зпохи 1965 гар»»»онкческий ряд был страничек ЗО члекамк (и =я» =8). Ксоф$яииеиты Гаусса для главного поля »триведены в табл, 3.1' Именно ко зтим козФФ»гипептам построены карты, продемо»»стрироваикые иа рнс, 3,3-35 Й табл. 3.1 приведены также скорости изменения хозффициектов Гаусса я,' н Ф„'. Ои»» псполъзузотся для построения карт поля вековых вариаций, показанных на рис.
3.7-3.9, Козффнпкект ра», который является доминнру!ощнм, соответствует осевому геоцектричесхому диполиз, направленному с севера ка взг, е» »к Ь» соответствугот геопйнтркческим диполям, лежа»пим в Экваториальной плоскости и отйетственным за наклокекие диполя относительно ос»г вращения Земли.
Геопентрический диполь дня МЗГП эдохв 1965 харак- ' КвъЬФивиевть» длв зтввои»»ьп полей 19%, 197$ и !9ЭО гг. врввеааиы ъ рвьста Воз, Тгам. А»в, Ос»»р!»та ~3в1вв, Я„!М9, !931- Р»»с- 3 15. Верт»гкальпая компс»»с»»тв иелив»»д»вогс вова мв з»»с»и !рай.6 в единицы 1О ' Г» (Ма!Зева!4, (3»»в»Г, !967). таризуатсл мы-нитным моментом М =,йз Пуб)2 + (У',)л + (ЬМцй ж 8 01 ° 1025 Гс сиз, Поскольку при соответствующем Выборе качала координат системы (»„ О, у) от коэффициентов д$, д2', Щ можно избавит ся, их можно расамйтрквать ках члены, Определяющие эксцентричность наклоненного дйполя, дающего наилучшее представление о конфигурации магнитного поля Земли. Остальные коэффициенты соответствуют болю слабым Источникам, которые обусловливают большее отклонение от центрального положения по мере возрастани» значения л.
Однако нужно понимать, что Отдельные члены нлн Группы члсйОВ В гармонических рядах Йе соответатвунч. Отдельным физически коикретйым источникам. Теперь получает ясное обоснование ранее высказанное положение о том, что геоматннтиоа пола с достаточно хорошим приближением можно Описать как поле наклоненного геоцейтркчаского диполя. Ось гаоцантряческого липоля (называемая Геомйтнитной Осью), ОпксыВйющего с наиву ппим приблюкеиием МЭГП эпохи 1965, пересекает земную поверхность В айтиподялъных точках 73.6' с ш., 69,8' з.д. и 73,6 ю.ш., 119,2' в.д., которые известны ках северный к южиый гсомагнктный полюса соответственно.
Геомагммжнме лмюсл ие следует путать с северным и южным магливлммн п~мюмми, Первые Йе являются физв- чесхОЙ реальностью, тОгда кйя пОложекйа последних мОжнО установить с помощью магнвткого компаса. Для теоретк вских целей Геомйгнитная Ось используется при определении системы геомагйиюных мисрою и долгот. Большой круг„перпендикулярный гаомагкитной осн, называетая геомагюювим экваторам, т.е. Линией нулевого наклонении главного дипольного поля. На рнс. 3.14 показаны различия между гаомагнктной, магнитной и географической системами кОордкнйт, Если главное дклолькое поле вычесть из иаблюденного глобального поля, то ОстатОчкое поле будет соответствовать иМжииьйом,~' ЛО 1ю.
Карты иедкпольното поля строятся по хам)фицйектаы Гаусса, для которых Й ъ 2. На рис. 3.15 представлена карта распределения вертикальной компоненты Йадкпольного поля для эпохи 1965. Из иее видно, чтО ЙедкпОлькОа поле ке является сОВС1зшекйо хаотическим» а состОит из нескольких аномалий, размеры которых сравнимы с размерамв континентов. Как и можно было ожидать, недвпольйое поле изменяется со временем. Одним из наиболее интересных изменений такого рода является видимал тенденция неднпольнОГО поля дрейфовать на запад сО скоростью порядка 0,2 /Год (ам., например, 9~11еа, 1970). 2,3, Происхождение пола Исследователь, занимающийся проблемами биомагнетизма, не обязан' детально разбираться в магкитогндролинамичеаккх процессах, которые; как полагают„определяют существование гаомагниткого поля, Однако обпве представление о происхождении поля имать необходимо, к Особенно для того, чтобы можно было оценить эволюционное значение ! Сомэгяитных явлений.
Как мы уже виделн, результаты математического анализа одиошачио сйилетальствуют о том, что большая часть геомагиитного поля обусловлена источнккамн, расположеннымн внутри Земли. В настоящее время считается, что источники Главного полл локализуются В жнлком железкам ядре Земли, Поэтому прежде всего подумаем, насколько правдоподобна такая локализация, Я употребляю слово ~правдоподобна потому, что внутрекнкс Области Земли ниже глубины порядка нескольких километров Йадоатупки лля непосредственных наблюдений, Все наши представления об этих областях исходят из математических моделей и соображений совмеатимостн, которые в свою очередь опираются лишь на результаты измерений на поверхности. Замапщ, что магнитное поле Земли сходно с полем однородно цймагйнченной сферы, Гильберт (011ЬСГ1, 1600) Заявил.
иЗамля сама по себе Является огромным магнитами, Однако, несмотря на всю красоту лого смелого утверждения, оио в дальнейшем было признано слишком упрощенным н претерпело изменения. Чтобы могло образоваться главЙОа лкпольное ПОле, Вси Земля дОлжка быть Однородно намаГниченй и иметь иизчнсивность намагничивания ОКОЛО ОЮ5 ГС (МВСОЬЗ. 1963). Однако ниже глубин порядка 25 км температура внутри Земли превышает лабораторную температуру (точку Кюри)„прн которой железо сохраняет остаточную намапщчеиноать.
Поэтому любой намагниченный Матариад должан КВХОдитьая В Прадаяая ВарХНКХ 25 КМ. НО ЕСЛИ Вопреки всем теоретнческим и экеаркмантальным представлениям физики высоких дайяений ВО внутренних частях Земли давление распределено таким образом, что оказывается возможным Возникновение некой формы вещества, намагниченной при высоких температурах, то намагниченные породы могут встречаться н глубже 25 км, В этом случае для создания геомагнитного поля необходима постоянная памагиз~- 'пл~ность, превышающая 6 Гс. Обе зги величины намагниченности значительно больше тех значений, которыми обычно характеризуютая Породы земной корьь В редких случаях интенсивность намагничивания железной руды превышает 1 Гс, тогда как обычно она составляет Около 0,03 Гс, Кроме того, нерудные породы, слагающие Основную часть земной коры, характеризуются средней Намагниченностью менее 100 НТл (НВЬП, 1971).
Вторым доводом против существования постоянно намагниченного Встоявява ПОЛЯ ЯВЛжтая тат фаКт, ЧтО ЗтОт ИСТОЧНИК НС Макет обьяснить вековые вариации Так, например, скорость западного дрейфа порядка 0,2'/год для Йеднпольиого поля соответатвует коровым ско- 7 остям более 20 км»год, что на несколько порядков больше величины, получеийОЙ В результата анализа спредиига Окааинчаското дка и дрейфа хонткнейтов и составляющей около 2-5 ам~год. В настоящее время существует целый ряд гипотез о происхождении ». Ьг,'~*А'Пдс' 4»» Ч~ч»ЛГ.И1 ,' <",сцп,'и!учпп~ч' пО .ч' !" ч» я»и!Р(чь~ л ~й'н»4и,'дт ГсомагнитнОГО поля.
В качестве возможных механизмов рассматриваются электромагнитная индукцию, ниволимал в проводящей Земле магнит- НЫМИ бурЯМИ„ТЕрМОЭЛсктричоские ТОКИ, ВОЗКНКЯЮЩИЕ ИЗ-За НВЛНЧКЯ внутри ЗЕМЛИ ХИМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПЕОднОродяОСТЕЙ, Н СОбСТВЕННЫй магнитный момент, обусловленный вращением массивного тела ЕдинствсинОн гипотезОЙ, выдержавшей как теоретнческу»о, так и экспернменталм»ую проверки, оказалась гипотеза мгеодинамо»». Основная предпОсылк4 которой состОит В тОМ, что глубинные чисти Земли»»рсдставляют собой электропрояодящу»О жидкость.
Вывод о существования жидкого ядра радиусом около 35ОО км сделан исходя нэ того факта, чгО пнже глубины примерно 29ОО км скорость сейсмических Р-волн (или продольных волн) резко уменьшается на 40%, а 3-волны (или поперечные) ПЕРЕСТВЮт РКСПРОСТРВНЯТЬСЯ. ПРСДПОЛОЖЕНИС О ВЪГСОКОй ПЛОГНОСтн, кОГОрОЙ доджно Обяадать ЗЕМНОЕ ядро дяя ТОГО, ЧТОбЫ ПОЛуЧНЛа ОбЪяСНЕНИЕ Маеса ЗЕМЛИ, В СОВОКуП»И»етя С ГЕОХИМИЧЕСКНМН СООбражсниями укяэыя»»ст на то, что ядро состоит главным образом яз железа и, слцзова»сльно, является хороцшм проводником электричества. Впервые предложенная Эльэассером (Е1заззег, ! 946) н Буяларлом (Вц(1аГд, )949) тЕОрня дацаМО В НастОящсс ВрЕМя яВЛяЕТСЛ Общсприкятой, и ее далънейшая разработка представляет собой одну иэ главных ЗалаЧ Гсофизиаи, СУТЬ ЕЕ ЗККЛЮЧаетСЯ и ГОм, ЧтО ДВИЖЕНИЯ ВНУТРИ ЯДРа. »»оэникающие, вероятно„в результате тепловой или химической конвскцни, усиливают текущие там электрические токи до тех пор, пока не устаиовнтся равновесие между генерацией этих токов и их естественным омическим затуханием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
