диссертация (1097652), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Для 254 их получения однофазная модель по механизму N-типа Нееля оказалась достаточной.Поэтому вполне возможно, что однофазный механизм самообращения Нееля являетсяшироко распространённым в природе. В рамках модели самообращения по двухфазномумеханизму, которая была реализована Д. Красой в работе [Krasa, 2003], получен толькоодин тип ТЗН, а потому модель является более ограниченной, чем построенная нами. Этоуказывает на то, что во всех зарегистрированных случаях лабораторно-индуцированногосамообращения, даже в тех, где авторы придерживаются многофазных механизмовсамообращения для объяснения наблюдаемого явления, именно однофазный мезанизм Nтипа мог сыграть решающую роль и стать причиной самообращения.Несмотрянахорошиерезультаты,полученныеврамкахпостроеннойкомпьютерной модели явления самообращения по механизму N-типа Нееля модель имеетсвои ограничения и, конечно, существуют пути её совершенствования.
Например, кромеоднодоменных зёрен, можно рассмотреть ансамбль псевдооднодоменных зёрен илиансамбль многодоменных зёрен или даже некие смешанные ансамбли, тем самымприблизиввиртуальнуюгорнуюпородукреальной.Возможныидругиеусовершенствования модели.Спор о «настоящем» механизме самообращения продолжается вот уже болееполувека. Частично это связано с очень сложным составом горных пород: выявлениесначала минеральной, а затем магнитной фазы, ответственной за самообращение – этозадача, не всегда имеющая однозначное решение. На сегодняшний день, по нашемумнению, достаточно обоснованным является только предложенный механизм N-типаНееля.§ 5.5. Самообращение намагниченности и инверсии ГМП.
Экологические проблемыинверсий ГМП. Практически вся эволюция Земли происходила в присутствии геомагнитного поля.Оно оказало влияние на эволюцию и свойства тела Земли, биосферу и человека.Проведённые биофизиками опыты показывают, что животные развиваются медленнее ибольше болеют, если их поместить в экранированное от ГМП пространство. Всё это вполной мере относится и к человеку. Ведь нам известно, как люди реагируют наизменения магнитной активности. Поэтому магнитное поле Земли имеет огромноеэкологическое значение. Более того, оно делает возможной жизнь на Земле. Это связано стем, что магнитосфера Земли является природной магнитной ловушкой, котораязахватывает и удерживает частицы высоких энергий солнечного и космическогоизлучений за пределами её атмосферы. Эти удерживаемые частицы высоких энергий 255 образуют радиационные пояса Земли.
В отсутствие ГМП часть этих частиц высокихэнергий смогла бы достигнуть поверхности Земли и принести большой ущерб или дажеуничтожить всё живое.А во время инверсий ГМП, продолжительность которых составляет тысячи лет,напряжённость магнитного поля близка к нулю, то есть реализуется именно такой случай.Конечно, в отсутствие магнитного поля частицы солнечного и космического излучениймогут частично тормозиться в верхних слоях атмосферы и, при достижении поверхностиЗемли, частично терять свои разрушающие свойства. Но тем не менее, магнитнуюловушку верхняя атмосфера не образует.Инверсии геомагнитного поля, в процессе протекания которых могут произойтинепредсказуемые изменения в живой и неживой природе на поверхности Земли, являютсясвоеобразными революциями и, в случае их реальности, инверсии могли бы оказыватьогромное влияние на ход эволюции Земли.Именно поэтому изучение инверсий ГМП является первостепенной задачейсовременной геофизики.
Но, как было упомянуто во введении, инверсии, даже если ониреальны, прямо изучать невозможно из-за их очень длительного периода (тысячи лет). Иединственный косвенный способ изучения инверсий ГМП – это изучение процесса,механизмов и распространённости самообращения намагниченности горных пород. Ясноепонимание и детальная разработка механизма самообращения в природе даствозможность оценить вероятность процессов самообращения, и тем - вероятностьинверсий ГМП. А разработка методов лабораторной диагностики механизма образованияобратной NRM в каждом конкретном случае её обнаружения в природе: инверсии илисамообращение, даст возможность уточнить общепринятую шкалу инверсий и исключитьиз неё «ложные» инверсии, то есть такие, которых реально не было и которые быливосстановлены по обратной NRM горных пород, образовавшейся в результате процессовсамообращения.§ 5.6.
Выводы главы 5 Показано, что чисто физическая проблема самообращения намагниченностиферримагнетиков с точки зрения современной геофизики может иметь принципиальноеглобальное значение. Проблемы эволюции геомагнитного поля (ГМП) и эволюции самойнашей планеты Земли нельзя в полной мере решить, не разобравшись в каждомконкретном случае, какую информацию несёт нам обратная NRM горной породы: обинверсиях ГМП или о внутреннем свойстве её ферримагнитной фракции намагничиваться 256 антипараллельно ГМП.
Необходимо также разработать методы достаточно полного учётаслучаев самообращения и установления их физических механизмов.Были или не были инверсии ГМП - это только одна часть проблем, связанных сгеофизическими и экологическими исследованиями. Как известно [Трухин и др., 2005],магнитохронологические шкалы инверсий геомагнитного поля используются дляизученияглобальныхгеофизическихявлений,таких,например,кактектоникалитосферных плит, механизмы образования горных массивов и океанов, строение исвойства глубоких земных недр, строение и эволюция внутренних и внешних ядер Землии т.д.Естественно, что определение наличия или отсутствия инверсий имеет также оченьбольшое значение для построения теории происхождения геомагнитного поля.Следуетобратитьвниманиенанеобходимостьсовершенствованияпалеомагнитных методов исследования ГМП и интерпретацию полученных результатов.При ПМ исследованиях используется самая простая модель ГМП – диполь,направленный по оси вращения Земли, магнитные полюса которого жёстко связаны сгеографическими.
Предполагается, что такая модель справедлива и для древнего ГМПлюбого геологического возраста. Поэтому, если ПМ данные на основе измерений NRMпоказывают, что древний ПМ полюс отклонился от современного географического наугол α<π, то, согласно модели, на такой же угол должен отклониться и древнийгеографический. Однако, в палеомагнитной интерпретации предполагается, что никакогоотклонения полюсов не было, а сместился соответствующий блок земной коры. Отсюдапоявляется возможность расчетов перемещений континентов и литосферных плит.Если же отклонение α≈π, то тогда предполагается, что магнитный дипольразвёрнут на α≈π, а географический полюс остался на месте, т.е.
магнитный полюсотклонился от географического на угол π. Такой случай интерпретируется как инверсияГМП. Возможно, что такой подход к интерпретации ПМ данных вполне допустим, однакоэто требует, на наш взгляд, более серьёзного теоретического обоснования. Тем более, что,как показано в настоящем обзоре, существует альтернативный инверсиям ГМП механизмобразованияобратнойNRM-засчётсамопроизвольногосамообращенияISферримагнитных минералов горных пород.Последнему упомянутому явлению и посвящён, в основном, представленный обзорсоответствующей научной литературы.В настоящее время в геофизике общепринятой является концепция, согласнокоторой самообращение намагниченности горных пород не оказывает сколько-нибудьсущественного влияния на количество инверсий, которые зафиксированы в Мировой 257 магнитохронологической шкале.
Однако уже были случаи, когда ранее определённыеинверсии, оказывались результатом самообращения намагниченности горных пород[Heller, Petersen, 1982]19. Мы считаем, что как бы ни было мало таких случаев, проблемасамообращения существует. Как было показано в настоящей статье, природа устроена так,что на поверхность Земли вместе с магмой извергаются ферримагнитные минералы – восновном, титаномагнетиты, к тому же, титаномагнетиты определённого составаобладают свойством самообращения.
Это было обнаружено и исследовано во многихлабораторияхмира.Такимобразом,эффектысамообращениянеоднократноэкспериментально воссоздавались в лабораториях. В то же время мы ни разу не видели ниодной инверсии ГМП, да и не можем её изучать в принципе, так как средняяпродолжительность инверсий – около 5000 лет.В связи с тем, что мы не можем непосредственно изучать процесс инверсий,следуетуделитьбольшоевниманиедругомупроцессу–самообращениюнамагниченности. Поэтому, изучая самообращение намагниченности и физическиймеханизм этого процесса, можно сделать вывод о распространённости этого процесса вприроде, а тем самым о распространённости альтернативного ему процесса инверсий.Можно сказать парадоксальную вещь – изучая детально самообращение, мы будем темсамым более обоснованно изучать инверсии ГМП.
В результате этого можно будетопределить роль инверсий в существовании обратнонамагниченных пород.Определение механизма каждого конкретного экспериментально установленногослучая самообращения – это очень сложная задача, не имеющая однозначного решения.Как было показано в обзоре, многие исследователи этого явления предлагают различныефизические механизмы этого явления. Вообще существует 2 типа механизмовсамообращения : за счёт взаимодействия (магнитостатического или обменного) различныхминералогических фаз в двух- или многофазном ферримагнитном минерале или за счётсмены знака IS в однофазном минерале в результате изменения констант молекулярногополя при изменении температуры или в результате химических превращений.Следует отметить, что влияние на самообращение химических превращений былорассмотрено в нескольких работах (см., например, [Verhoogen, 1956; McClelland, Goss,1993], но тем не менее это направление изучено недостаточно подробно. Для ясного 19 Обратная намагниченность лав Ласшам/Олби Центрального массива Франции (область Овернь) считается первым документальным подтверждением экскурса (отклонения) ГМП, названного в последствии экскурсом Ласшам, то есть рассматривается как образовавшаяся в результате экскурса Ласшам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
