Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли (Ботт, 1974; Земля..., 1974; Стейси, 1972). Земля имеет собственное магнитное поле. Форма поля близка к той, которую создал бы намагниченный стержень (магнитный диполь), помещённый внутрь Земли близко к оси её вращения. Диполь наклонён относительно оси вращения примерно на 11.5° и отстоит от центра ядра на 436 км, вследствие чего магнитные полюса Земли не совпадают с географическими. Но внутри Земли нет большого постоянного магнита: внутреннее вещество планеты не может быть магнитным, так как оно нагрето до температуры, значительно превышающей точку Кюри, при которой намагниченность исчезает. К примеру, для железа точка Кюри равна +770°С. Поэтому принимается, что формирование магнитного поля Земли связано не с постоянной намагниченностью вещества, а с магнитогидродинамическими процессами в жидком внешнем ядре Земли. Суть заключается в том, что эти процессы возбуждают сложные конвективные течения в электропроводящей жидкости, в результате чего ядро начинает действовать как самовозбуждающаяся динамомашина, регенерируя и поддерживая магнитное поле (В. Эльзассер, Э. Буллард, Ф. Стейси, Р. Джинлоз).

Элементы земного магнетизма — напряжённость, склонение и наклонение в каждой отдельной точке земного шара не сохраняются вечно. Они переменны. Различают два вида их изменения. Первый вид — так называемые магнитные бури. Это очень сильные изменения параметров поля, осуществляющиеся в течение 6–12 ч и обусловленные, вероятнее всего, периодически меняющейся физической активностью Солнца. Второй вид — плавные, циклические суточные, годовые и вековые изменения параметров поля, связанные с пока не выясненными внутрипланетарными процессами. Эти плавные изменения на некоторых европейских станциях изучаются уже свыше 300 лет и по ним накоплены данные, позволяющие довольно ясно описать свойственные им закономерности (Стейси, 1972; Дедеев и др., 1984).

Есть данные, которые позволяют судить о поведении геомагнитного поля в давнее историческое время. Поле в далёком прошлом, так же как сейчас, изменялось. Магнитное поле Земли влияет на ориентировку ферромагнитных минералов в процессе их осаждения в жидкости (осадконакопление) или в процессе охлаждения и затвердевания магматического расплава. При этом они ориентируются в соответствии с направлением векторов геомагнитного поля. Породы как бы записывают и запечатывают в-себе параметры геомагнитного поля той эпохи, когда они образовались. Такая согласованность остаточной намагниченности горных пород индуцировавшему её геомагнитному полю — основа для различных палеомагнитных исследований и реконструкций, направленных на выявление местоположения магнитных полюсов Земли в далёком геологическом прошлом относительно точки отбора проб.

Палеомагнитные исследования в последние годы выполняются в весьма широких масштабах. Ими охвачены все континенты и океаны, все стратиграфические подразделения геологических резервов, начиная с протерозоя. В результате удалось установить два чрезвычайно интересных явления: периодическое самопроизвольное обращение (или инверсию) геомагнитного поля, при котором полюса меняют свой знак на противоположный, и тысячекилометровые перемещения (дрейф) магнитных полюсов относительно континентов. И то, и другое имеют существенное значение для геотектоники и будет подробнее освещено несколько позднее. Сейчас отметим только, что открытие периодических инверсий геомагнитного поля привело к созданию принципиально нового метода стратиграфического расчленения и корреляции осадочных и магматических пород. Это позволило в короткое время произвести возрастное районирование земной коры на огромных пространствах Мирового океана и показать, что в океанах нет пород и структур древнее мезозоя. Открытие факта дрейфа геомагнитных полюсов стало ещё одним аргументом в пользу наличия больших горизонтальных перемещений литосферы, заставившим исследователей на качественно новой теоретической базе возродить идею Ф. Тейлора и А. Вегенера о дрейфе материков.