Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Поле внешнего происхождения 3.1, Солнечный ветер и магнитосфера $.,'о;6$счиый $$с$$$ср-зто поток заряженных частиц, главным образом протонов и электронов„постоянно двкжу$цкхся от Со>$$шл во всех пз$ $РЗВЛС$$ИЯХ. $ ) ОСКОЛЬКу ЭТОТ Поток ОбТЕКЗЕТ ЗЕМЛЮ, ГСОМЗГИ КТНОЕ ~никс оказывается ограниченным в пространстве вполне определенной областью, называемой $$агли$$$6гфсра$$„которая по форме напоминает комету с хвостом, направленным от Солнца (рис. ЗЗ1). Резкая грз$нщз МЗГнитосфсры называется $$$$сн$$Ф$$$>$$$уэ$$й ДВНГЗЯсь со скОростью 3($0-700 км/с, солнечный ветер является ксверхзвуковым$$ потоком по от$$о$$$6$$и$О к распространяющимся в кем магкнтогндроди$$амичсским иол$$ам.
При столкновении с магннтосфероИ солнечный ветер образует ст6$$нонарную Головную удвр$$ую волну, КОтОрая Отстоит От подсол $$счиой стороны магнитопауэы на расстояние трек-четырех земных Рзл$$УСО6 (один земной РадиУс = Ые ~ Зб70 км). После пРохожденил чеРез фрокт ударной волны спокойный поток солнечного ветра стаиоз$$тся нерегулярным, обтекая магнитосферу, Некоторые частицы сол- НСЧ$ЮГО ВстРа, ПРОНИКал СКВОЗЬ МаГНИТОПЗУЗУ, ЗахиатЫВаЮтСЯ ГЕОМЗГ$$Ц$$$ЫМ ПОЛСМ Солнечный Ветер взаимодействует с магнитосфсрой таким образом, "$то гсо$$снтрнческое рассто6$$ие до подсолнечной точки ма$Ч$итопаузы обычно составляет около 11 !16, В сторону, противоположную Солкцу, хиосе мзгнктосферы простирается за пределы орбиты Луни, возможно Ч. $. Нас ~«с иие ~ ««««ж, жи«; ,', ».,«д, и«»«нш«» и««,»»', »., «» н»«»«»«««»»»«»«н н»««»»7«и«« Щ»»»»»»~»»Ф»»»М М.»»»»е»»»»»« с«»ыв »»»рс»ч»»»»«яФФ» | «1«»а»» ь$ «Емт ««»»аз»»а сов»е'»»» »»а»М «М»»$»»« авв»»$»» щ»»»»$ !'Зс.
'.З !. Въиимолей$стние мз«.нит««арфе!«ь« с солисч«$ым нетрць$ (Рт«е$$$$«$и«, $983; нригинал «Ъри«$зллсжит Д«к, !«еде$«е$«у) до !0$)О Я, 1)рсмя от времени солнечные нспь$$пкк Возмущают солйечкый Зете!ъ, испуская Облака протонов высоких энергий, которые проносятся сквозь солнечный истер и местамк изменяют е$о скорость к п«$О$$$$«сть. Более интенсивные Возмущения могут сжимать иолсоэнсчную мзгнитопзузу ло 5 й» (Кое$!егег, 1974), Сискоу и лр, (Б1зсое е$ з1, 1976) подсчитзлк, что «$о Время инверсии гаомзгниткого поля мзгнктонаузй может пОнизитьсй примеркб ЛО 2 Мг». Кзк мы уже Отмечали.
анализ методом Гаусса 1урав«$С$$ие (9)) пок»ззь$В»ает. что небольшая часть геомзгинткого поля связана с нсточникамн, распОложенными зйе Земли. Такими источи и хам к ЯВляютсЯ злектРКЧССККЕ ТОКИ В НО$$ОСфЕРЕ-О(ЪЛЗСтн, ПРОСтКРЙЮЩС$$СЯ $«т ЗЫСОтЬ$ -30 км ло Вие1нней Граййцы верх$$ей з$.ь$осферь$ й состоящсй из заряженных чзстип, либо захваченных йз солнечного ветра и космкчес- КОГО НЗЛуЧЕНИЯ, ЛИбО СО$да$$$$Ь$Х НОНИЗЗНКЕЙ атОМОВ и МОЛЕКУЛ ВсрХНЕй ЗтмОсфЕРЫ СОЛНЕЧНОЙ РаДИаЦИЕй ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ, ТОКИ вЂ :Ъто КРУПНО- масштабные потоки йоиоа!«ернь$х частиц, создаваемые электрическими и механическими силами.
ии ГексивнОсть кОтОрых зависит От плОтнОстей н сред$$их скоростей потока тгнх частиц. Основными токами, представляющими здесь антерес, являются: !) $$«ъ«мос9!С$«нос ди$«ам$«-токи, тску- ЩНЕ На ВЫСОТЕ ПОРЯДКЗ !ОО км К ВОЗНИКаЮЩИЕ ВСЛЕЛСтвис ПРИЛИВНЫХ ЛВ$$жФний коносфе1ъь$ пОд действием СОЛ$$счных н лунных гразит$$$$ион" ных сил или солнечного нагрева ионосферы; 2) коль$$ен$«й ик«к поток захваченных геомагнитным полем протонов, направленный с востока на ЗЗПЗЛ и СОС1ЪЕДОТОЧЕКНЫй ВОКРУГ ГЕОМЗгннтйого ЗКВЗТО1ЗЗ НЗ СРСЛ«$СМ геоцентрическом расстояний порядка Ы~' 3) токи иа магннтопаузе. Изменения В конфигурации клк интенсивности любой из этих систем токов будут создавать соответствующие изменения В геомагннтном аолс на земной поверхности. Они имеют временныс масштабы, колеблющиеся От секунд ло десятков лет н более.
Оче«$ь короткопернолиые явления («$СР$$ОЛЫ О'$ ме«$СЕ ССКУНЛЫ ЛО НЕСКОЛЬКНХ МИНУТ) НЗЗЫВЗЮт ге$«магнланььим,ъ$$$крон$ лье~«к$$яз$и. Ойй Вызваны разлкч$$ымн и!«ичи$З$ми„$ ик ими кзк бомбардировка ионосферы заряженными частицами, мзгнитогидрол«$$1$$мические волны в магнитосфере и резонансы В полостях мигнитосфср«.$. Как правило, нх 1$мплнтуды меиылс ! нТЛ, но ННОГЛЗ лли$$$$О- лсриолные пульсации имеют амплитуды до !($00 нТл, особенно в «$$«нарны х районах Их амплитудь1 и частОТЫ испь$тывзют кйк сутОчные, 1зк к сезонйыс вариации.
Детальный обзор мнкрОпульсаций приведен В работе Сзп1рЬе!1. 1967, и больше здесь мы их рассматривать не будем, 1,$$лмкйн (КЗ1пщп, 1974) проанализировал потенциальную роль макронуль«$ий для злектрочувстзительных организмов, Н делом можно ожидать существования геомагнитных явлений с нсрноличностлми, соответствующими л$обому из известных геофизических и сол$$сч$1ых циклов, такому, как средние солнечные (24 часа) и «унные (24 часа 5О мик) сутки, сйнодйческйй месяц (29,5 суг)» период нр»н«$С$$йя Солнц$$ ( 27 сут), тропический год (365,24 сут) и цикл с««лнсч$1ой активности (! ! лет).
Геомагнитные вариации с такими пе- $«$$ОЛЗМИ набЛЮЛЗЛИСЬ ЛОВОЛЬНО Часто. КРОь$Е ТОГО, йнтЕКСНВНЫС ЗПЕ!Н$1«ЛИЧЕскнс ВОЗМУШЕИНЯ, ПРОЛОЛЖЗЮЩНССЯ От МИНУТ ЛО МНОГИХ ЧЗСОВ, возникают при солнечных вспышках (м$$гн$$$$$иык 6ури) и других сол«$ечных ВОзмушеннях и."$и при знезапнОМ Высвобожде$$ни магнитной «нс!ъгии йз ~аоста ь$агнйтосфсрь$ (м~$~н$$$$$$«ые ауро$»!Ъи). Литература по мигиитосферным возмущениям В$х;ьма обширна, к для рассь$отрения .«тих инле$$ий ч«$ъхг$с:$Ь может Обратиться к работам С1$зр$$$ап, !ЪЗГ$е1з, !94$), 1ъ«(З1зыз!П1а, СЗП$р!ъс11, 19б7„КЗ$с1$1!е, 1972 и МСР!Ъеггоп, 1979.
Здесь Мы Ос'й1НОВИМСЯ ТОЛЬКО НЗ $$аибОЛСС ЗЗ«к$$$»«Х ОСОбЕННОСтЯХ ЭтйХ ЯВЛЕ$$Нй. кшт«р«,«с йь$С«от О«$евйднь$е биОМЗГннт$$ые слелстви«$. В ззключсййс следует отмстйть, что геомап$итйь$с Вариации йойо»л$«С!«$$ОГО ПрОНСХОждЕНИЯ, 1ЛЗЗНЫМ ОбраЗОМ тс, КОтОрЫЕ ИМЕЮТ ВрЕМЕ$$- иую шкалу порядка часов, нндуцкруют электрические токи В земной коре и мантии, Эти токи, $$ззь«вземь$е «$$$л,«ъуичегких$$$ И$$«к$$$$м. Вносят вклад Во внутренние ксточники гаомаг$$и$його поля (РГ$се. 1967). 8 большинстве с.«уч $св инлу1$ировзнкь$е поля могут быть Весьма значительными вблизи «и«б«срсжий и аномалий проводимости твердой Земли Наибольшее з $няннс испытывают зм$1;$ктуды Временных вйрнзцнй вертикалыюй к«'м«юненты Х: В экстремальных случаях Оии МОгут увелкчиВаться или ) ««с$$Ь$и1$ться примерно на порядок (см, К$1$$11$ЕЗ, 1964), З 2, Спокойные солнечная и лунная суточные вариации 1! Х»1«клом месяце имеется несколько случайно рзснрслеленных щ1сй.
к~«гди мз$$$ит«$Ь$е элементы в дзчпюм районе обнаруживзкк Особенно л ~1*~Ч.* ' ~ю ~а Фг~ ~~~ У 1У 1 нсскцы $ ГСРКВСеееееКВК ссстйвск1се1АФ склейкой Ф Ю Х Ф Й к М 4$ 6666 Н И 6666 11 И 6666 а 16 Мес1кее всемв йлавные вариации с периодами соответствующими продолжи'1сл1 ности олнечных суток.
Такие дни называются геомагнйнт11о-спокоййымй, а зтй варйапни в пслом йазываются слокойлой со:~~.'что-су1ТГоч11ой сорнкн(ней $„. Б является резуль1.атом прохождения токов, создаваемых атмосферным ч дйнамО 1юд воздействием Солнна. Эти ТОкн наиболее интенсивны йа солнечной стороне ионос4сры, что связано с нагревом и ионизацией, Поскольку продолжительность действия и интенсивность солнечного си~~а варьируют и зависимости от 1нйроты н времени года, соотвс1ственйо изменяется амплитуда $, (рис. 332 и 3 33). Вследствие неравномернОго распределеийя кОнтинентов и Океанов и В, наблюдаются также долготные вариации н асимметрии по полушариям. И1ГГенснвность 3, в среднем составляет около 5О ИТл (сравните с 5О(ВО НТл главного поля), Рис, 3.3 .
Слокойныс солнсч ИО-СУТО 1НЫЕ ВАРНАЦИИ Яе В МаСацы 1 (см, рис. 3.33) лля Н, Э и Х кА (к1ъных магнитных шнротак и 9 трех ЛОлГОтных 3ОЙАх" Евроие и Африке (сп пошиыс крй Выс)у Азии и Тихом окезйс (пунктир ныс крнвыс), 1 свсрной и Южной Амсрикс (и1трих.пуиктирйыв кривые) (МА(виъ)1116. Мас116,' 1965). 66 06 и 16 26 (В 66 а 16 те 66 66 а 16 зв Иссткос вРемя горнзонтальивк комвоисита вкрнсаин Б, ллк мсскйсв О (кнвкрь. '1-' р: . брь, д 'брь), Е (март, р.
ь, брь, брь) и 1 (, 1„и ь, '" ':~ь. Август) (МА16нвЬйа, !967). " 11о иакзоненню-О,1'. Однако горизонтальная компонента 8, достигает 1коло 2()() НТл на магнитном экваторе. Следует отметить, что аариании .ь ,. показанные на рис. 332 н 3.33, обусловлены и йоносфернымн, и 1сдлурнческими токами (Ма(кнаЫа, 19о7), Ионос111ерные приливы, вызванные гравитацио11иым притяжением Лун1 1, также воздействуют на гсохГагнищнум с)чиочауГо аариацша, Но в О1язи с тем, что амплитуды лунных гравитационных нрйливов обычно Х. Х. Вй А !!!и к уР,!ню.
и и; н = озоа ю и 3 гтаииюво Полноаувив йовюяуиию 1!оеяавияя четююрзь йюрвюя четверти Г1ояиочк 1 ! .Ю ! мв 11 илююиь ' ! !! !д!!! !Грииюичеиою ювеми и!еридипи ЪЪд 1'ис. 1. "4. Раее !итаннин лунная молу!!иция спокойной солнечна-суточной вирни- «ни Н в Гуиииийа, Перу (С)иран. Ва!зе1з, 1940). :оставляют менее 1!'10 от амплитуд солнечн!их тепловых приливов. !уиныс магнитные зффекты соотвстсгвснно слабее, Главными лунными !ффектами являются полумесячная модуляции величины Я„и лунная ;у!Очная вариация 1. На рнс.
3.34 показан экстремальный случай лун4ых 3!1!фектов, составленный ПО записям магнитной Обсерваз Ории Гуанкайо (Перу). которая расположена на высоте 335!3 и на магнитном ~канторе. Вариация 1. прослеживается в виде неболыцих !.Орбиков в минимуме вариаций Б между полнолунием ~новолунием) и последней !ствсртыо (первой чсгвсртью). 1. можс~ превышать !О-2!3 ИТЛ 1,на магнитном зкваторс), но, как правило, в среднем составляет менее 5 нТл.
Подобно Океанским приливам, 1. Имеет нолусуточный период (МакцюЫ- !а, 1967), Полумесячная модуляция $~, показюипган ни рнс. 3,34, состанля;т около 40 ИТл. Браун 1Вгоеп, 1972, !976) предположил, что 1онкие геофизические ипликаторы нли Временные отметки. являясь по своей нрироде геозлектромагнитиыми, важны и, возможно, критичны для маркировки биологических часов Калмнйн (КВ1пи)н, ! 974) также прцп!Оложнл, что 24-часовая периодичность микронуяьсаций и гсомагннтные суточные вариации могут служить индикаторами времени при синхронизации ЦНРКалиаНПЫХ РИЗ МОВ, ПОСКОЛЬКУ ЗЛСКтРНЧЕСКИС Поди, СВЯЗаННЫЕ С З ГИМН ма!з!из ными явлениями, ~!исто находятся в пределах днаназонв обнаружения нх злектрочувствнтельными рыбами. Лнплаузр и Мартин 11.!иданег, Маг1!И„1972) сообщали, что неболыпия ошибка в направлении ~нли М$3$%е1внпя) н Виляющем танце пчел коррелировала с локальной геомагнитной суточной вариацией, и далее 1Маг6п, 1.!цдаиег, $977) они отмечали, что пчелы при отсутствии более важных индикаторов, таких как фотопсриол, могли синхронизировать свои пиркадианные ритмы с !'сома гнитной суточной Вариацией, Однако при отсутствии более убедительных доказательств вывод о том.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
