Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В случае современного геомагнитного поля направление вектора 11апряжснности в любой точке отличается от направления подобранного пи«лучшим Образом наклоненного гсоцентрнческого диполя не более чем на 25' (за исключением тех случаев, когда точка находится Вблизи сильной магнитной аномалии). Поэтому ВГП почти для любой точки зсм1юго шара довольно хорошо аппраксимирует положение северного Гсомагнитнсго полюса. Влияние современного недиподьного поля пока- ЬЯНО На рнС 3.17, Где ИВНЕСЕНЫ ПОЛОЖЕНИЯ ВГП, ОнрсдЕЛЕННМЕ ПО направлениям пОля, измеренным В нескольких маГнитиых Обсериаторнях. Все ВГП Отклоняются от северного геомагннтного полюса не более чем па 20", а средние положения ВГП совпадают с гсомагнитным ПОЛЮСОМ.
С учетом вековых Вариаций результаты„представлениыс на рис. 3 17„ аналогичны тем, которых можно было бы ожидать цри Взмереннях направления поля В каком-либо районе, скажем, за несколько Веков. Однако, учитывая упорядоченный характер Вариаций В н 1 в заданном районе (См. рнс. 3.6), разброс КООрдинат ВГП не должЕИ быть стОЛь х«отичным, а скорее всего они должны были бы располагаться приблизительно вдоль гладких кривых, Среднее положение ВГП будет СООтиЕТСТВОВВТЬ СРЕДНЕМУ ГЕОМВГННТНОМУ полюсу ДЛЯ РВССМОТРЕННОГО периода Времени- ОснОВываясь на маГнитных съемках, ВмпОлнениых В этом столетии.
Представляется, что в масштабе веков положения геомнгннтцых полюсов почти не меняются. Кейн н Хендрикс (СВ1п, ЙепЫС1и, 1963) подсчитали, что в период между 1900 н 1965 гг по.южсцне северного магнитного полюса изменилось лишь на 0,3' по широте н на 1,5" по долготе. Преобладающее движение полюса в это Время характеризовалось западным дрейфом со средней скоростью около 0,0!5/год. Двигаясь с такой скоростью, геомагиитиый полюс опншс'г окружность вокруг Географического полюса за 24000 лет. Следовательно, усредненное за длительный период Времени положение гсочагннтного полюса будет стремиться к совпадению с местоположепнсм географического полюса, даже если мгновеннь1й геомагнитный полюс никогда не совпадет с географическим. Это наблюдение привело к появленюо гиые1еэм Осеяа о ге1иуеюирического дилоля, согласно которой положение осн диполя, усредненное по достаточно длительным периодам времени (возможно, порядка 10» — 10' лет), совпадает с положением Географической осн, С ТОчки зрения теОрии дииамО этй ГИПОтеэа представляется вполне правдоподобной, потому что даже если наклонс'«ьз днполя является устойчивой характеристикой магнитного поля -воз- Вмртуалъиыа палаомагнатяые вопроса, положения которых рас:чнтали яо магяятямм скяояаяяям м шхлснаяиям, мзмаракеюм глобальной кто соерамаинык гаомагнитных обаерзаторкя.
Среднее положение ВГП (касст) еачтя ~~ю ~~~~ ~~~~ ~~~~~~ ~~~ (Веа11, С~~, 1961), можно„вследсгвке различных скоростей прецеаззк ядра и мантии (МВИспз, 1968),-кет причин предполагать, что диполь должен быть наклонен в каком-то заданном напраняении. В стандартном калеомагиитном исследовании изучаются образцы пород„отобранные в определанном районе. Этк образцы могут харак- теркзО«ать либо разрез лавозых потокОВ, Охзатываюших тысячи лет либо различные части области плутоккчасхкх пород Охлаждавшихсл па ПрОтяжении тыеяЧЕЛЕтпй.
Вследет«ИЕ Заковых Варпацкй СООтзстетвующий набор координат ВГП будет характеризоваться болыпим раз; бросом (см. рнс. 3,17). Но согласно гипотезе осевого лкполя, среднае пОложение ВГП, называемое ииаамяеймР$ймм УюАймдм, будет совпадать с палеогеографическкм полюсом. Гипотеза осевого геопектрического диполя была проверена двумя прикпнпкаяько различными способ«ми. В первом случае дяя заданной серия пород проводилось сравнение палеоширот, определенных по лалеоклиматическкм данным (таким как шкротное распределение ископаемых коралловых рифов) и по палеомагнитным данным Результаты срааисния ОКЗЗЗЛКСЬ дОСтатОЧКО ХОРОШИМИ (СМ,, Наирныар, ЗППП, 1гяпя, !964).
Во втором случае применялся более точный метод, состоявший в проверке внутренней согласованности палеомагкиткых данных ПО разкым райОнам. Опдайк к Генри (ОрдуЕе, Непгу, 1969) провали палеомагнктные исследования глубоководных колонок грунта, охватывающих посяедкиа 25 млк, лет. Полученные кми результаты также подтвердили гипотезу осевого дкполя. Поскольку известка лишь вертикальная ориентировка глубоководного керна, невозможно определить абсолютное значение аалеомагниткого склонения н вычксякть положение виртуального пол~оса.
Поэтому Опдайк и Генри сравнили кривую, полученную по уравнению (12), с графиком зависимости калеомагнитиых наклонений от географической широты, на которсй был отобран керн. На рис. 3.1а показаны результаты зтого сравнения дяя 50 ХОлокОХ, Отобранных ка географических широтах мажду 55' с,ш. и 62 ю,ш. Каждая точка на рксуике отражает измерения одного керна и, таким образом, соответствует среднему значению наклонения магнитного поля за последние 7ООООО лет-китермл времекн, более чем достаточяый для нроверкк гипотезы диполя. Аналогичные результаты были получены прк изучении 15 колонок, возраст которых охватывает период времени от О,7 ло 2,5 ~«1ЛК.
Лет. Если древнее поле в самом деле было приблизительно дипольным, то положения палеомагннтиого полюса„определенные по различным райс!~а, должны быть тесно сгруппированы. На рис. 3.19 показами положа ккя полюса в триасозый период (от 190 до 225 млк. лат назад), которые были найдены по Образцам, отобранным вз различных райокоз Северной Америки.
Поскольку данные охватыва«зт примерно 35 млк. Лет, а Возраст исследованньп пород составляет около 2ОО млн. лат, образс «~вшаяся группа точек представляется вполне компактной. Согласно Страигвею (ЗМа~щвау, 1976), наиболее расходящиеся координаты по«юсов (расколожеиныа на северком побережье Сябкри до Берингова моря) соответствуют ранним палеомагниткым измерениям, при получении когорых пе проводились в достаточной мере эксперименты по яььзелеккю первичной ИКМ.
Положения полюоов в тркаоа, определенные по породам кз СССР„также тесло сгруппированы, ко Вокруг точки, Расположенной з "1кхом океане вблизи Окоиечностя Камчатки. (Такие различия з местоположении среднего палеомагиитного полюса по разамм континентам-одно Вз неопровержимых свидетельств дрейфа континентов.) Результаты„полученные дял триаса, подтверждают дкпольяъзо к .То кокфигурацмю магнитного поля, ко из за кх отклонения от положепяя современного географического полюса «следствие коитикеитально- Рис, 3,18, Звввсимасть среднего пвдеомвпвписго наклонения от шщщты отбора керна ллв несколъквх глубоководных колонок (х), охватыивкклих еаслалнве 7ООООО мт.
Крввая. завжиыоать ваклонеивв от ш~цюты„саотвстствуййпаа осевому геоцеипричвекому лвполю (ОрйуИе, Напгу, ! 969). го дрейфа они не содержат ннформацнн о его снмметрин относнтельпо географической осн. Однако дрейф континентов оказал незначительное влкяние на положение паяеомвгкнтных полюсов, которые определялнсь по породам моложе 25 млн. лет к действктельно грукпируются вблизи современного геогрв$нче!жого полюса. Таким образом, дипольный характер геомагкнгкого поля для большей части геологического прошлого достаточно хорошо установлен. Иасяелования положений полюсов„проведенные в Северной Америке, показали, что в четверткчный, тривсовый и меловой периоды онн группируются еще более тесно, а в юрсккй, пермский и каменноугольный-чуть менее тесно, чеы в триасе (ркс ЗЛ9). И хотя данные лля нижнего палеозоя весьма кемногочнсяенны„найденные по нкм палеополюса группируются примерно таким же образом, как и для верхнего палеозоя (3(капищу„)97О).
! 'ж, 3, (9, Папвкение пвдеоивгииткых полкжов в трмвсювый период лав пород„ отобранных в Северной Аиерккс (Знавшему, !970). На рнс. 3.2О показаны палеомагнктные полюса (71 определенне), полученные по докембркйским породам Северной Америки до 197О г. Поскольку походные данные охватывают интервал времени в 2 млрд. хст, можно ожидать достаточно большого разброса результатов. Однако характер нх распределения достаточно далек от случайного-через пих мокко провести кривую, называемую кажум~гйсм т~юкищнмй .виграчмн ~миюса (КТМП).
Плавный характер кривой и малая дисперсия большинства положений полюсов относительно лее хорошо согласуютсх с дипольной конфкгурапией поля. Предполагают, что КТЬ4П связана главным образом с дрейфом Северо-Американского конткнента относнтельно географического полюса. Однако частнчно ока может бить связана и с истинной мкграцней полюса, т е, с перемещенкем географической оси относительно всего твердого тела Земли. Лналнзкруя всю совокупность приведенных результатов, ке следует упускать нз внду тот факт, что ткпотеза осевого дкполл прнменнма тольхо к конфигурации геомагнкткого поля, усреднеккого зв 10~-$0~ лет Пересматрквав теорщо геодннамо, Басс (ачаве, 1980) отметкл, что наклонение днноля порядка 10, по-вкднмому, характерно дяя планетарных магнитных ~олей и, вероятно, является свойством„присущим планетарным динамо.
Как указали Макелнинн н Меррилл (МсЕЙжпу, (ь~егг1н, 3975), около половины положений палеомагкиткых полюсов для последних 5 млк. лет, полученных по данным отдельного района, нс совпа надают с положеннем географяческого полюса, поскольку ксходные данные охватывают недостаточный шггервал времени. изменение скорости инверсий„показанное иа рис, 3,36, приближенно отражает характер вековой вариации и неднпольного поля в факерозое, Макелннни и Меррилл (МсЕИиппу, Мегг(!1, 1975) вмделилй вклад вековой вариации в угловую дисперсию ВГП для последних 5 млк, лет по опубликованным данным.
Поскольку средняя угловая дисперсия составляет около 1б' для всего периода времени, но лишь около 9' для гоЛОцспаь ОНИ ПРИШЛИ К Вмяоду О тОМ, ЧТО В ГОЛОИЕНЕ ВЕКОВая Варйацня была кесколько меньше йормы для 5 млн лет. Ркс. 3.2О. Палеомапипиме полюса в локсибрии и кажущаяся траектория миграция полюса Лзя Савериоя Америки. Около кривой укаын Возраст в миллионах лет (МсГ1В1япу, !973) Причинами разброса положений иалеомагннтных полюсов служат такие факторы, как экспериментальная оптйбка, дрейф континентов, мутация г~>графического полюса, вековые вариации и иедй~ольные составляющие поля.
Хотя эффекты этих источников могут затуптевывать друг друга, имеет смысл считать разброс положений полюсов прйблизйтельным Отражеийем срелзгнх велйчий вековых вариаций и иедйподьного полл. Тогда из рассмотрения данных, приведенных на рнс. 3,17-3,20, можно сделать вывод, что изменения вековых вариаций н недипольного поли в геологическом прошлом были не так уж велики. Результаты детальных исследований подтверждают зту точку зрения. Брок (Втой, 1971) показал, что отнаснтельную меру палеовековой вариации можно получить по дисперсии положений полюса„н нашел, что средняя вековая вариация до кайнозоя была примерно на 15% меньше, чем в течение кайиозоя, К анмюгичным выводам пришли Ирвинг н Пулайя (1гчпя, РОИаиЬ, !97б), детально проанализировав палеомагиитные данные за последние 350 лет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
