Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Георети" "сски рассчитанное время распада магнитного поля в земном ядре составляет всего лишь несколько тысяч лет. Продолжительность ивент[|в полярности (которые разделяют,пле инверсии)„составляю|дня около 1[)б[)0 дст. находится в соответствии с зтой оценкой, Такого рода "среходный процесс вряд лн мог найти отражение в изверженных р 0 м П0 $66 5 2 $ 6,3 6,7 6,$ Расстояние, $$ 90 -З6 -Е 6 $0 70 М Вв ъ$$с, з,"~.
Пвлеомаг$$итнвв зались перехода поз$врности ат обрат$$ой (К) к $ормальной (Ь$), лолучеиивк по поздиетратичной иитрузии извержсииь$х порол„ Ло оси вбс$$исс $$оказа$$о расстояние в образце от средней точки инверсии (1 = О). '"клоиеннс и наклонение данн в градусах Интенсивность ККМ (после чистки) токвзвнв а иижисй рамке Квждвя точка лредстввлвст собои среднее зиачснис яз исколькик измеРений для 1-метрового «и$зрезв (Ги1(с$ е$ в1.„1979). породах илй оказаться достаточйо подробйо зафиксированным в осапочных породах при относительно медленных пропеосах седиме$$тации.
$см не менее палеомагнитологам удалось зарегистрировать $$ссколько переходов полярности. Хотя качество этих аэаписейи различно, они все же дают возможность получить грубое представление о том, что происходит во время инверсии. Потребуется еп(е много лет, прежде чев$ исследователи смогут воссоздать полную картину какой-либо ииверсн$$, поскольку запись этой инверсии должна быть получена по разным 1ъайОнам. Ьщс больпзе в1земени потребуется для ТО$ О, чтобь$ Определить,* насколько эта картина типична для инверсий вообще.
Обзор палеомаг$$итных записей для периодов перехода полярности ;. ',„'х, ррвекгорив ВГП, лосгроеиивк по двухметровому разрезу ари действи1чз$.$$ом изх$еиеиии полярности («проходит через ($). доказанном нв рис. 327. К1мсг$$кн географические лол$оса (Ги(1ет е« в1. 1979). дас'гся в работе Фуллера и др, (Г$$11ег е1 а1., 1979) 'Здесь же достаточно будет Огр«$ничнться общим фе$$оменологическйм описанием пронесся 1$ииерснн на основе современных палеомагнитных данных. На рис, 3.27 н - 2$«$$Оказаны полученные по нзверже$$$$ой интрузии палеОма$.йитйь$С '$влисн инверсии, происходившей в позднетретйчиое время. Они помогут ЧигатЕЛКЪ НЯГЛЯдио ПрсдетаВИТЬ СЕбЕ ПрнрОду ПРОНЕССЯ ИНВЕРСИИ, ПО- скольку каждая тОчка на 1ъйс.
3.27 соответствует среднему значению, $л$й««ейному л,чя 1-метрового разреза, здесь мы видим сглаженную картину поведения поля до, во время и после изменения полярности. Иа Р$'с З.23 демонстрируется несглаженная картина 2-метрового разреза' псрсхо$$$$ой зоны, ))О врсмЯ йнверсйи ПОле не Остается диполь$$ым (Н$11)кюБе, СОх, 1976).
Дд~»Д$уик» х» и/цу~~ и» и ~ 1!х ио и не уменьшается до нуля' Очевидно, величина напряженности фкйольной компоненты уменьшается и ста$$Оеится меньшс $$апряже$$ нОсти кедипОлькОй компо$!С$$ты, тогд$$ как последняя практически кс меняется и определяет геометр$по поля в зтот переходный период. Хотя м$$ожсство данных свидетельствует О тОМ, что эсличииз пОлнОГО векто1и поля во время инверсии уменьшаетсл, возможно, до 10'Уе се нормальной величккы «Орду1$С с$ а1.„1973; 1".$одзоп е! Я1., 1978)„сагь н док$$зательатва того, что локэль$$О клк $$а протяжении коротикх промежутков времсик величина напряженности может оставаться довольно высокой «Ргею1, 1977; Б1$аи„1977). Процесс преобразования полярности продолжается примерно 4000-5000 лет (НЯГГ$зоп, 8оп$ауарЬ, !966; Ор$1у!$с с$ а1., !973), и уменьшение величины напряженности может либо совпадать с ним (Ор$!уМ е$ а!., 1973), либо длиться в два-четыре раза дольше (Н11!1$опх, Сох, 1976„Оодвоп С$ а1„1978; рка, 3.27).
По мере уменьшения напряженноати дипольного поля и возрэстаю- щсгО разупорядочекия !'Лавного пОля напр$$элсиия локальиОГО поля характсризуютсЯ значительной дисперсией и меня$Отся ГОраздО быстрее. Во время самой инверсии полярности (в интервале от — 1 до 10 м на рис.
3.27) зти флуктуации резко возрастают по абсолютной величине «рис. 3.28)„в результате чего возникает вековая вариация, сходная с вековой вариацкей, наблюдаемой в историческое время, но характеризующаяся гораздо более высокой амплитудой «ср, рис 3 б и 3.17). Хотя переходное поле чрезвычайно неупорядочси$$о. $$азвать его совершенно хаотичным, очевидно, нельзя Скорее $и$С$.о его можно охарактеризовать как преимушсстееино кеадруполь$$ос или октупольное «Нойшап, Гп1!сг, ! 978) 2.8.
Каковы причины инверсий? При изучении такОГО глобальиОГО явления, как инверсия магки$ИОГО поля Земли, кажется естсстВсикым связывать п1зичкиу сГО ВОз$$ккиовенкз с каким-ТО зкзОтическим явлением. И дсйствнтсльнО, предполагалось» что дес последние инверсии поля были вызваны ударом кометы иля метеорита (61азз, Неехеп, !967, Эпггап$, Ка)$п, 1971), Однако, даже если какое-либо катастрофическое собьпие могло нарушить процесс гео. динамо в такой степени, чтобы вызвать инверсию, в настоящее врем$ становится вас более очевидно, что кет необходимости и, вероятно, даж$ было бы неправильно искать причины инверсии вне само$'О механкзм$ динамо, Мь$ уже отмечали, что лабораторное динамо Лоуса-Унлкиксон$ демонстрирует апоктаииые кзме$$ския направлений поля после периоды " Частое использование траекторий ВГЛ при опксаиии киверсий поля с1$$с $$ Озк$ач$$ст, чтс ПОл»; яеляегся липблъиым В ходе измсисиия полйрпОсти.
ЭтО пдост4 иохиолхст ха1ъактсризовхть измсисиие $и$еравлсикя поля $$ лавкой тючхс 1 сраэинмть зхп$$си ио раъиым районам. с1 абклькостк, Результаты изучения солисчкых пятен авидетельатэуют о том, что через каждые 11 лет происходят инверсии солнечного ма$зииншо поля, Кроме гого, акалк $ кчсски было показано, что токи в системе, СоатОЯЩСИ кЗ двух дИсковых динамо, гле стаЦИОкаркый тороидальный контур каждого из диаков создаст магнитное поле другого, подвержены апсрнодическим ккэерскям «КЙ1$аКС, !958; Манеж, Оагдпсг, 1963).
Стохастичсская киесрсионная модель Кокса «Сох, 1968, 1969) основывается лишь ка том предположении„что икэсрскк происходят в результате взаимодействия недипольного поля аномальной напряженности с дниольиым $$олсм $$кзхой напряженности, Теперь ужс стало Очевидным, ч'ГО нелинсйныс физические системы„среди которых ГСОди$$амО являстся ЛИШЬ ОДНИМ ИЗ ПРИМЕРОВ, Ках ПРаенЛО, ХЯРЯКтЕРИЗУЮТСЯ ЯПЕРКОДИ- ческим хаотическим поведением (Впзхс, 1983).
Отсюда можпо сделать иЫВОЛ О тОМ, ЧтО ИНВЕрани ЯВЛяштая СВОйатеОМ, ПрИСущкМ ГЕОдниаМО, И кх эозкиккоееиис вовсе не обусловлено какими-то внешними причинами, С другой стороны„изменения в поведении Гсомагкиткого поля за ;$.$ителъные периоды времени в настоящее время рассматриваются как результат изменений в условиях работы динамо «МСЕ11иппу, 1979; Визэе, 1983). С качественной точки зрения можно провести аналогию между движениями жидкости а земном ядре и метеорологическими явлениями (см., например, Сох, 1975), Движения, обусловливающие возникновение вековых вариаций геомагкитного поля„соответствуют крупномасштабным метеорологическим явлениям, таким как ураганы к псрсмсщсккс обмагсй высоких и низких давлений по зсмкому шару, тогда как изменения механизма динамо, происходящие в течение длительного исркОда времени, СООтветствуют климатическим измскснкЯМ.
В ре зуиьгате предполагается, что относительно резкие изменения частоты инверсий, усредксикые по длительным периодам времени (10-100 мли, лст), Отражают измснениЯ Г1заничных условии режима рабОты динамО. К икы О~носатая, КЯПРКМСР, ИЗМЕНЕНИЯ В ПОСГУПЛСИКИ ЗНСРГИИ КЛК КЯРУШС- инс геометрии либо физичеакой природы поверхности земного ядра. В частности, заманчивым представляется предположение о связи поведсикя Гсодннамо за длительный период времени с конеектиеиыми движеииями в мантии и, следователы$о, с дрейфом континентов.
Джекоба ()асОЬз, 1981) считает, что существует определенная зависимость между $$зх$с$$сниями теплового потока и частотой инверсий, а Фогт (УО8$, 1975) $и$шсл, что изменения частоты инверсий, по-видимому, совпадали с хруп$$ь$мк тектоническими событиями около 110-120, 70-80 и 42-45 млк, лет назад (см. рис. 3.24 и 3.26). Совсем недавно Форс (ногае, 1984) заметил, что геологическая летопись содержит большое количество '.$икиых, свидетельствующих о связи между инверсиями поля, скоростью СИРСДИКГа диа Океана и климатом. .т, «.
песо«««««е в проел«.т «'«кч««.ииии«ае иоле. «ео ирирМ«~ и иеии~ул«,« 2.9. Инверсии поля И фИЛОГЕНЕ'1'ИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В 1963 г, вскоре Гюсле того, как быяи открыты окружающие Землю пояса частиц с высокой энергией, захваченных геомагяитиым полем (Уап АПеа, 1959)„и твердо установлено существование инверсий геомагиитиого поля ()асоЬз, 1963), Аффен Яйеп, 1963) опубликовал в журнале ")ча|цш" заметку с интригу»о«цим названием «Влияние земного ядра на происхождение и эволюцию жизнии Аффеи выдвинул пред- ПОЛОЖЕНИЕ О тОМ, чтО дО ТОГО, КаК ИНФОриацИя О ЗЕМНОМ ядрЕ дОСтНГЛа поверхности и развилась геомагиитиая защита, поверхность Земля подвергалась непрерывному воздействию «стерилизующей космической радиацвив, которая тормозила биогенеэ. После Формирования ядра н последующей органической эволюции инверсия поля должна была бы привести к падению потока часпщ иа земную поверхность и дала бы возможность солнечному ветру (см.
следуюцп«й раздел) и космич«"скому излучению достигать поверхности Земли„в результате чего живые организмы подвергались бы воздействию ионизирующего излучения большои иитеиснвяости. Скорости мутаций стали бы возрастать, и, следовательно, темпы эволюции частично определялись бы частотой инверсий геомагнитиого поля и условиями в земном ядре Гипотеза Аффена была быстро отвергнута (Заяап, 1965; В1ас1с, 1967„. %а«Ы1пфоп, 1967; Нагпаол, 1963) Как показали количественные оценки, а период инверсий поля космическая радиация ка земной поверхности может возрасти только на 10-15%, что лишь немного превышает увеличение ее на Ю'Ь от экватора до полюсов. При таком незначительном повьпцеиии уровня радиации едва ли можно ожидать значительного изменения скорости мутаций, Однако в то же время благодаря изучению глубоководных колонок грунта было накоплено значительное количество данных, свидетельствующих о том, что эпохи вымирании или возникновения различных видов морской микрофауны Совпадают с инверсиями магнитного поля (каггьоп, Раппе!, 1964; Ордум е~ а1., 1966; %ай$пв, Оооде11, 1967; наук, Орду1е, 1967, Наук ег а1., 1969„Кенией, Жай1ия, 1970; Наув, 197Ц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
