диссертация (1097652), страница 3
Текст из файла (страница 3)
..................................................................................... 241 5.4.3. Компьютерная модель явления самообращения намагниченности, основанная на физическом механизме N-‐типа Нееля. ....................................................................................................... 246 5.4.3.1. Результаты компьютерного моделирования. ..................................................................................... 249 5.4.3.2. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными. ...........
252 § 5.5. Самообращение намагниченности и инверсии ГМП. Экологические проблемы инверсий ГМП. .......................................................................................................................................... 255 § 5.6. Выводы главы 5 ........................................................................................................................... 256 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................. 261 Выводы диссертации: ...........................................................................................................................
261 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ .......... 267 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................................... 276 4 СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙNRMЕстественная остаточная намагниченность (от англ. Natural Remanent Magnetization)TRMТермоостаточная намагниченность (от англ. Thermal Remanent Magnetization)IRMОстаточная намагниченность (от англ. Isothermal Remanent Magnetization)SIRMОстаточная намагниченность насыщения (от англ. Saturation Isothermal RemanentMagenetization).RIRMРадиационно-индуцированная остаточная намагниченность (от англ.
Radiation-InducedRemanent Magnetization)BcКоэрцитивная силаBcrОстаточная коэрцитивная сила или коэрцитивная сила по остаточной намагниченностиMrsОстаточная намагниченность насыщенияMsНамагниченность насыщенияχ0Магнитная восприимчивостьГМПГеомагнитное полеSQUID superconducting quantum interference deviceSNCГруппа марсианских метеоритов шерготтиты – наклиты - шассиньитыMDFiМедианное поле разрушения SIRMMIFМедианное намагничивающее полеχhfМагнитная восприимчивость в высоких магнитных поляхВНапряженность магнитного поляFORCДиаграмма FORC (First Order Reversal Curve)pГидростатическое давлениеPПиковое давление ударной волныTТемператураTcТемпература КюриTvТемпература перехода ВервеяSEPCолнечные космические лучи или потоки частиц от солнечных вспышекGCRГалактические космические лучи 5 ВВЕДЕНИЕРабота посвящена экспериментальному изучению магнитных свойств внеземноговещества и его земных аналогов - горных пород, синтезированных и синтетическихобразцов, и их зависимости от облучений, температуры, ударных воздействий истатических давлений, а также теоретическому изучению явления самообращениянамагниченности горных пород, к которому эти воздействия могут потенциальнопривести.
К изучаемому в настоящей работе внеземному веществу относятся метеориты иобразцы лунного грунта. Метеорит - твердое тело космического происхождения,упавшее на поверхность земли или другого крупного небесного объекта. Самообращениенамагниченности – это явление намагничивания ферримагнитных минералов, входящих всостав горных пород и в основном определяющих магнетизм горных пород,антипараллельно намагничивающему полю.Актуальность диссертационной темы Вокруг Земного шара существует магнитное поле напряженностью Н ≅ 0.5 Э.Геомагнитное поле (ГМП) воздействует на живую и неживую природу, намагничивает всеминералы и горные породы. Многочисленные космические миссии, первые из которых –советские и американские – датируются 60-ыми годами прошлого столетия, выявилиприсутствие магнитных полей вокруг Луны и всех планет солнечной системы, заисключением Плутона [Beatty et al., 1999; Stevenson, 2003].
По современнымпредставлениям, магнитные поля Земли, Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана и, возможно,Меркурия генерируются согласно физическому механизму гидромагнитного динамо[Stevenson, 2003]. Магнитные аномалии Марса [Acuña et al., 1999, 2001; Stevenson, 2003]связывают с остаточной намагниченностью горных пород, слагающих его базальтовуюкору, которая была намагничена в древнем магнитном поле Марса до остановкипланетарного динамо 4 млрд лет назад [Schubert et al., 2000]. Носители магнитныханомалий Луны также расположены в лунной коре. Возможность существования впрошлом лунного динамо до сих пор обсуждается [Lawrence et al., 2008; Weiss and Tikoo,2014].Несмотря на интенсивное развитие космических исследований, внеземное вещество– метеориты и лунный грунт, доставленный на землю советскими автоматическимистанциями “Луна-16”, “Луна-20” и “Луна-24” и американскими пилотируемымиэкспедициями Аполлон – было и остается единственным источником информации о 6 (палео)магнитных полях на разных этапах протопланетной и ранней планетной историисолнечной системы, благодаря входящим в его состав ферримагнитным зернам,обладающим свойством магнитной памяти, то есть, способностью “запоминать”направление и величину намагничивающего поля в момент образования породы, либо вмомент ее перемагничивания в результате ряда физических процессов, рассмотренныхниже.Как известно, внеземное вещество в космическом пространстве подвергаетсявоздействию двух физических процессов: ударов и облучений.
Ударные (шоковые)воздействия в виде метеоритной бомбардировки поверхности твердых тел солнечнойсистемы видны на сильно кратеризованых поверхностях Луны, планет земной группы иастероидов. Существует три основных типа облучений в солнечной системе: большиепотоки низкоэнергетичных частиц солнечного ветра (далее SW), меньшие потокивысокоэнергетичных галактических космических лучей (далее GCR) и периодическиеинтенсивные потоки частиц солнечных вспышек (далее SEP) с типичными энергиямипорядка 1 кэВ, ≥1 ГэВ и ≥1 МэВ, соответственно.
Влиянием SW можно пренебречь ввидунебольшой проникающей способности в вещество (~нм). Космические лучи состоят восновном из протонов (p) и ядер гелия (He) с типичными отношениями He/p ~ 0.1 и ~ 0.02для GCR и SEP, соответственно, и характеризуются более глубокой проникающейспособностью: от ~мкм до ~мм для SEP и от ~см до ~м для GCR.Понимание воздействия вышеперечисленных физических процессов, имеющихместо в солнечной системе, на магнитные свойства внеземного вещества являетсяключевым для правильной интерпретации палеомагнитного сигнала и других магнитныхсвойств метеоритов и лунного грунта, а также понимания и корректной интерпретацииприроды наблюдаемых магнитных аномалий твердых тел солнечной системы.Как упоминалось выше, метеоритная бомбардировка является неотъемлемой частьюформирования и изменения поверхности твердых тел солнечной системы. Механическиеударные воздействия порождают дополнительно и ударно-индуцированное тепловоевоздействие, и, помимо прочего, могут изменять агрегатное состояние вещества впроцессе частичного или полного плавления и последующей рекристаллизации, а такжеприводить к химическим реакциям и фазовым превращениям в веществе.
Несмотря набесспорную актуальность заявленной проблемы и значительное количество работ,посвященных влиянию лабораторно-индуцированных ударных воздействий на магнетизмгорных пород, в ходе которых были зарегистрированы такие эффекты как намагничиваниеи размагничивание [Pohl et al., 1975; Cisowski and Fuller, 1983; Gattacceca et al., 2008; идр.], а также изменение магнитной жесткости ударно-метаморфизированного вещества 7 [Cisowski and Fuller, 1983; Louzada et al., 2010; Mang et al., 2013; и др.], остаются безответа вопросы о магнитном поведении непосредственно лунных и марсианских коровыхобразцов при прохождении ударной волны, а также некоторые детали формированиялунных агглютинатов, составляющих до 16% мелкодисперсной фракции лунного грунта[Korotev et al., 2010].
Помимо прочего, широко используемые плоско-волновыеэксперименты [Cisowski and Fuller, 1983; Louzada et al., 2010; Mang et al., 2013; и др.] даютлишь дискретный набор пиковых давлений (P) и ударно-индуцированных температур (T),причем только на подобных образцах, и не позволяют изучать ударно-индуцированныеэффектры во всем континууме P-T и при этом во всем спектре ударно-индуцированныхпреврещений в веществе вплоть до его полного плавления.В отличие от вопросов ударного метаморфизма, и несмотря на фундаментальнуюзначимость изменения магнитных свойств твердого тела под воздействием облучений вцелом и космической радиации в частности, эта проблема до сих пор оставаласьмалоизученной. Было рассмотрено радиационное воздействие на магнетизм при γоблучении [Бродская, 1968] и нейтронной бомбардировке [Butler and Cox 1971, 1974; Néelet al., 1964].
Однако, известно, что γ-облучение не является характерным для космическойрадиации (SEP и GCR), а вторичные нейтроны мало влияют на метеориты ввиду малогоэффективного поперечного сечения ядерной реакции – источника вторичных нейтронов[Eugster et al., 2006].
Лишь в работе [Rowe, 1978], составляющей всего две страницы,использовалась протонная бомбардировка с целью экспериментальной проверки гипотезыоб образовании радиационно-индуцированной остаточной намагниченности (RIRM) приоблучении; гипотеза не подтвердилась. Таким образцов, до сих пор не были проведеныэксперименты по моделированию SEP и GCR в лабораторных условиях с цельюпоследующей оценки воздействия SEP и GCR на магнитные свойства внеземноговещества.Оба вышеописанных физических процесса могут приводить к самообращениюнамагниченности горных пород [Бродская, 1968]. Самообращение намагниченностиявляетсяальтернативныминверсиямГМПмеханизмомобразованияобратнойнамагниченности горных пород, но до сих пор рассматривалось как довольно редкоеявление.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
