Магнитные свойства земли: Магнитные свойства Земли : Хочу все знать : Виртуальная школа БАКАЙ

Содержание

Магнитные свойства Земли | big-archive.ru

Автор admin На чтение 8 мин. Просмотров 270 Опубликовано

Магнитные явления, наблюдаемые на земной поверхности, дают основание считать Землю огромным магнитом, имеющим два хорошо выраженных магнитных полюса. В настоящее время магнитный полюс в северном полушарии находится на о. Принца Уэльского вблизи полуострова Бутия (73° с. ш. и 100° з. д.), а в южном полушарии приблизительно на 6.7° ю. ш. и 147° в. .д.

Элементы земного магнетизма. Линии магнитных сил, идущих от одного полюса до другого, образуют так называемые магнитные меридианы (рис. 24). Понятно, что стрелки компасов всюду должны совпадать с направлением магнитных меридианов.

Ввиду того что магнитные полюсы не совпадают с географическими полюсами, магнитные меридианы также не могут совпадать с географическими (рис. 25). Поэтому направление стрелки компаса обычно также не совпадает с направлением географического меридиана. Угол, образованный направлением магнитной стрелки (т. е. магнитным меридианом) и географическим меридианом, называют

магнитным склонением (рис. 26) или просто склонением. Нетрудно видеть, что этот угол в различных точках земной поверхности неодинаков.

Склонение отсчитывают от истинного меридиана к востоку или западу. В первом случае склонение называется восточным, а во втором западным. Восточное склонение принято обозначать знаком плюс (склонение положительное), а западное — знаком минус (склонение отрицательное).

Если взять магнитную стрелку, свободно подвешенную в центре ее тяжести, то стрелка после некоторых колебаний, расположившись в плоскости магнитного меридиана, в то же самое время образует угол с горизонтальной поверхностью. Этот угол носит название

магнитного наклонения или просто наклонения. Он отсчитывается от горизонтального направления вниз до 90°.

Кроме склонения и наклонения, определяют еще абсолютную величину магнитного поля. Это так называемое напряжение магнитного поля. Напряжение земного магнитного поля невелико. Для измерения его применяется особая единица, которая называется гаммой.1 гамма =1 : 100 000 эрстеда; 1 эрстед есть сила притяжения или отталкивания, равная 1 дине. По правилу параллелограмма напряжение магнитного поля может быть разложено на горизонтальную составляющую Н и вертикальную составляющую Z. Первая направлена по линии магнитного меридиана, а вторая — по отвесу. Горизонтальная составляющая в свою очередь может быть разложена на другие две силы; одна из них направлена по географическому меридиану X, а другая — по географической параллели У.

Области западного и восточного склонения. На поверхности земного шара существуют пункты, величина склонения в которых равна 0°. Соединив эти пункты линиями, мы получим одну замкнутую кривую, проходящую через оба магнитных и оба географических полюса. Эта линия нулевого склонения носит название

агонической линии. Агоническая линия делит земную поверхность на две большие области: область восточного склонения и область западного склонения (рис. 26).

Если бы магнитные меридианы имели правильную форму окружностей, то агоническая линия делила бы Землю на два равных полушария: полушарие восточного склонения и полушарие западного склонения. На самом же деле магнитные меридианы (в силу неоднородности строения земной коры и ряда других причин являются не окружностями, а более сложными замкнутыми кривыми, приближающимися к окружностям). В силу этого и агоническая линия Земли имеет неправильную форму и делит земную поверхность на две не вполне равные, части, которые только приблизительно можно считать полушариями.

На приложенной карте видно, что область западного склонения заключает в себе Атлантический океан, Западную Европу и Африку, а также восточные части Северной и Южной Америки. Область же восточного склонения заключает в себе Тихий океан, большую часть Восточной Европы, Азии и Австралии, западные части Северной и Южной Америки. (Некоторое исключение составляет часть восточной Азии, где замкнутая кривая ограничивает довольно значительную площадь, имеющую западное склонение.)

Магнитные карты. Чтобы иметь представление о распределении магнитных элементов по земной поверхности, составляются так называемые

магнитные карты. Для составления магнитной карты, наносят на карту пункты с обозначением величины склонений, а потом пункты с одинаковыми склонениями соединяют линиями, так   называемыми   изогонами.

Карты изогон имеют огромное значение для мореплавателей, геодезистов и других, имеющих дело с компасом. Только по таким картам возможно в каждом пункте вносить соответствующие поправки к показаниям компаса.

Таким же точно образом наносятся на карту и другие элементы земного магнетизма. В результате мы получаем карты изоклин (карты распределения магнитных наклонений) и изодинам (карты распределения абсолютных величин напряжения магнитного поля) и т. д.

Магнитные аномалии. Ряд закономерностей, которые существуют в распределении элементов земного магнетизма, позволяют установить некоторые «нормальные» величины этих элементов, характерные для данного пункта.

Наряду с этим существуют отдельные участки, магнитные элементы которых в большей или меньшей степени отличаются от нормальных. Подобные участки представляют собой так называемые магнитные аномалии. В тех случаях, когда магнитные аномалии захватывают сравнительно небольшие площади (исчисляемые десятками, реже сотнями километров), они носят название местных аномалий. Местные аномалии зависят обыкновенно от неоднородного строения земной коры, от залежей железных руд и других пород, обладающих магнитными свойствами. Примерами таких аномалий могут быть: аномалии в Лапландии, Кривом Роге, а также самая крупная на Земле Курская магнитная аномалия. Изучение местных магнитных аномалий имеет большое значение в деле разведки полезных ископаемых (в частности железных и никелевых руд).

Магнитные аномалии, распространяющиеся на большие пространства (исчисляемые тысячами километров), называют геоаномалиями. Причины их более сложны и далеко не везде выяснены. Примером геоаномалий может служить самая большая Восточно-Сибирская геоаномалия, где вместо восточного склонения наблюдается западное склонение.

Изменение элементов земного магнетизма. Для одного и того же места элементы земного магнетизма не остаются одинаковыми в течение длительного времени. Например, в 1540 г. для Лондона склонение было восточное и составило 8°, в 1700 г. склонение стало западным и в 1800 г. составило около 20°, но к 1920 г. эта величина несколько   уменьшилась.

Эти очень медленные изменения элементов земного магнетизма носят название вековых вариаций или векового хода. Изменение элементов земного магнетизма связано с перемещением магнитных полюсов.

Напряжение магнитного поля Земли в течение последних 100—120 лет уменьшалось, но, начиная с 40-х годов текущего столетия, отмечено его увеличение. Удалось выявить, что изменения геомагнитного поля привязаны к определенным областям земной поверхности, которые называются фокусами вековых изменений. В последнее время они испытывают медленное перемещение на запад. Большинство центров вековых изменений геомагнетизма связано с сейсмическими районами.

Наряду с вековыми вариациями существуют суточные изменения геомагнитного поля. Они наступают в одно и то же время в любой точке поверхности Земли. Кроме того, элементы земного магнетизма меняются в течение года и обнаруживают правильный суточный ход в течение ряда лет, причем последние изменения часто охватывают периоды в одиннадцать лет.

Значительное влияние на изменения геомагнетизма оказывают процессы, происходящие на Солнце.

Магнитные возмущения. Колебания элементов земного магнетизма обычно протекают плавно и спокойно. Однако существуют моменты, когда они подвергаются неожиданным и весьма резким колебаниям, далеко выходящим за границу суточных колебаний. При этом стрелки компасов обнаруживают как будто беспокойство и совершают неправильные и большие колебания. Явления подобного рода носят название магнитных бурь. Магнитные бури (кстати сказать, ничего общего не имеющие с атмосферными бурями) обыкновенно продолжаются недолго (несколько часов, реже несколько дней), наблюдаются одновременно на значительных участках земной поверхности. Сильнее всего магнитные бури проявляются у полюсов. По мере же приближения к экватору они ослабевают и наблюдаются реже. Магнитные бури вызывают нарушения в работе телеграфа, телефона и радиосвязи.

Магнитные бури связаны с излучением Солнца. Наряду со световым излучением Солнца имеется еще корпускулярное, представляющее собой поток электрически заряженных частиц (корпускул). Последнее бывает неравномерным. В отдельные годы оно незначительно, в другие может усиливаться. Усиление корпускулярного излучения совпадает с моментом увеличения пятен на Солнце.

Поток корпускул, попадая в магнитное поле Земли, создает вокруг себя дополнительное магнитное поле, которое возмущает магнитное поле Земли.

Магнитный компас. Магнит, свободно подвешенный, обладает свойством располагаться в направлении с севера на юг. Это свойство магнита обратило на себя внимание людей в далекой древности. Оно было использовано для ориентирования на местности. Китайцам это свойство было известно за 2 тыс. лет до н. э. В Европе магнитная стрелка стала применяться в XII в.

В конце XIII в. магнитная стрелка стала укрепляться на вертикальной оси. Эта конструкция почти без изменения сохранилась до наших дней.

Несколько иное устройство имеет морской компас. В нем сильный магнит плавает на пробке в специальной чаше, заполненной спиртом. Поверх магнита укреплен диск, разделенный на градусы или румбы (картушка). Картушка служит для определения курса корабля. Однако современные корабли строятся в основном из железа, влияние которого искажает показания компаса. Это явление называется девиацией. Чтобы уничтожить девиацию, компас устанавливается на подставку — нактоуз. Внутри нактоуза по специальным правилам размещаются постоянные магниты и куски мягкого железа, которые уничтожают влияние судового железа на показания компаса.

Гирокомпас. Вместо магнитного компаса на морских судах и самолетах в настоящее время применяется гирокомпас. Он показывает курс судна относительно географического, а не магнитного меридиана. Это достигается особым прибором гироскопом, который приводится в плоскость географического меридиана и показывает направление север — юг.

 

—Источник—

Половинкин, А.А. Основы общего землеведения/ А.А. Половинкин.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1958.- 482 с.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Post Views: 1 812

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ. Большинство планет Солнечной системы в той или иной степени обладают магнитными полями. По убыванию дипольного магнитного момента на первом месте Юпитер и Сатурн, а за ними следуют Земля, Меркурий и Марс, причем по отношению к магнитному моменту Земли значение их моментов составляет 20 000, 500, 1, 3/5000 3/10000. Дипольный магнитный момент Земли на 1970 составлял 7,98·1025 Гс/см3 (или 8,3·1022 А.м2), уменьшаясь за десятилетие на 0,04·1025 Гс/см3. Средняя напряженность поля на поверхности составляет около 0,5 Э (5·10–5 Тл). По форме основное магнитное поле Земли до расстояний менее трех радиусов близко к полю эквивалентного магнитного диполя. Его центр смещен относительно центра Земли в направлении на 18° с.ш. и 147,8° в. д. Ось этого диполя наклонена к оси вращения Земли на 11,5°. На такой же угол геомагнитные полюса отстоят от соответствующих географических полюсов. При этом южный геомагнитный полюс находится в северном полушарии. В настоящее время он расположен недалеко от северного географического полюса Земли в Северной Гренландии. Его координаты j = 78,6 + 0,04° Т с.ш., l = 70,1 + 0,07° T з.д., где Т – число десятилетий от 1970. У северного магнитного полюса j = 75° ю.ш., l = 120,4° в.д. (в Антарктиде). Реальные магнитные силовые линии магнитного поля Земли в среднем близки к силовым линиям этого диполя, отличаясь от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре. В результате вековых вариаций геомагнитный полюс прецессирует относительно географического полюса с периодом около 1200 лет. На больших расстояниях магнитное поле Земли несимметрично. Под действием исходящего от Солнца потока плазмы (солнечного ветра) магнитное поле Земли искажается и приобретает «шлейф» в направлении от Солнца, который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны.

Специальный раздел геофизики, изучающий происхождение и природу магнитного поля Земли называется геомагнетизмом. Геомагнетизм рассматривает проблемы возникновения и эволюции основной, постоянной составляющей геомагнитного поля, природа переменной составляющей (примерно 1% от основного поля), а так же структура магнитосферы – самых верхних намагниченных плазменных слоев земной атмосферы, взаимодействующих с солнечным ветром и защищающих Землю от космического проникающего излучения. Важной задачей является изучение закономерностей вариаций геомагнитного поля, поскольку они обусловлены внешними воздействиями, связанными в первую очередь с солнечной активностью.

Происхождение магнитного поля.

Наблюдаемые свойства магнитного поля Земли согласуются с представлением о его возникновении благодаря механизму гидромагнитного динамо. В этом процессе первоначальное магнитное поле усиливается в результате движений (обычно конвективных или турбулентных) электропроводящего вещества в жидком ядре планеты или в плазме звезды. При температуре вещества в несколько тысяч К его проводимость достаточно высока, чтобы конвективные движения, происходящие даже в слабо намагниченной среде, могли возбуждать изменяющиеся электрические токи, способные, в соответствии с законами электромагнитной индукции, создавать новые магнитные поля. Затухание этих полей либо создает тепловую энергию (по закону Джоуля), либо приводит к возникновению новых магнитных полей. В зависимости от характера движений эти поля могут либо ослаблять, либо усиливать исходные поля. Для усиления поля достаточно определенной асимметрии движений. Таким образом, необходимым условием гидромагнитного динамо является само наличие движений в проводящей среде, а достаточным – наличие определенной асимметрии (спиральности) внутренних потоков среды. При выполнении этих условий процесс усиления продолжается до тех пор, пока растущие с увеличением силы токов потери на джоулево тепло не уравновесят приток энергии, поступающей за счет гидродинамических движений.

Динамо-эффект – самовозбуждение и поддержание в стационарном состоянии магнитных полей вследствие движения проводящей жидкости или газовой плазмы. Его механизм подобен генерации электрического тока и магнитного поля в динамо-машине с самовозбуждением. С динамо-эффектом связывают происхождение собственных магнитных полей Солнца Земли и планет, а также их локальные поля, например, поля пятен и активных областей.

Составляющие геомагнитного поля.

Собственное магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на следующие три основные части.

1. Основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени (вековые вариации) с периодами от 10 до 10 000 лет, сосредоточенными в интервалах 10–20, 60–100, 600–1200 и 8000 лет. Последний связан с изменением дипольного магнитного момента в 1,5–2 раза.

2. Мировые аномалии – отклонения от эквивалентного диполя до 20% напряженности отдельных областей с характерными размерами до10 000 км. Эти аномальные поля испытывают вековые вариации, приводящие к изменениям со временем в течение многих лет и столетий. Примеры аномалий: Бразильская, Канадская, Сибирская, Курская. В ходе вековых вариаций мировые аномалии смещаются, распадаются и возникают вновь. На низких широтах имеется западный дрейф по долготе со скоростью 0,2° в год.

3. Магнитные поля локальных областей внешних оболочек с протяженностью от нескольких до сотен км. Они обусловлены намагниченностью горных пород в верхнем слое Земли, слагающих земную кору и расположенных близко к поверхности. Одна из наиболее мощных – Курская магнитная аномалия.

4. Переменное магнитное поле Земли (так же называемое внешним) определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности и в ее атмосфере. Основными источниками таких полей и их изменений являются корпускулярные потоки замагниченной плазмы, приходящие от Солнца вместе с солнечным ветром, и формирующие структуру и форму земной магнитосферы.

Структура магнитного поля земной атмосферы.

Земное магнитное поле находится под воздействием потока намагниченной солнечной плазмы. В результате взаимодействия с полем Земли образуется внешняя граница околоземного магнитного поля, называемая магнитопаузой. Она ограничивает земную магнитосферу. Из-за воздействия солнечных корпускулярных потоков размеры и форма магнитосферы постоянно меняются, и возникает переменное магнитное поле, определяемое внешними источниками. Его переменность обязана своим происхождением токовым системам, развивающимся на различных высотах от нижних слоев ионосферы до магнитопаузы. Изменения магнитного поля Земли во времени, вызванные различными причинами, называются геомагнитными вариациями, которые различаются как по своей длительности, так и по локализации на Земле и в ее атмосфере.

Магнитосфера – область околоземного космического пространства, контролируемая магнитным полем Земли. Магнитосфера формируется в результате взаимодействия солнечного ветра с плазмой верхних слоев атмосферы и магнитным полем Земли. По форме магнитосфера представляет собой каверну и длинный хвост, которые повторяют форму магнитных силовых линий. Подсолнечная точка в среднем находится на расстоянии 10 земных радиусов, а хвост магнитосферы простирается за орбиту Луны. Топология магнитосферы определяется областями вторжения солнечной плазмы внутрь магнитосферы и характером токовых систем.

Хвост магнитосферы образован силовыми линиями магнитного поля Земли, выходящими из полярных областей и вытянутых под действием солнечного ветра на сотни земных радиусов от Солнца в ночную сторону Земли. В итоге плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу, придавая ей своеобразную хвостатую форму. В хвосте магнитосферы, на больших расстояниях от Земли, напряженность магнитного поля Земли, а следовательно и их защитные свойства, ослабляются, и некоторые частицы солнечной плазмы получают возможность проникнуть и попасть во внутрь земной магнитосферы и магнитных ловушек радиационных поясов. Проникая в головную часть магнитосферы в область овалов полярных сияний под действием изменяющегося давления солнечного ветра и межпланетного поля, хвост служит местом формирования потоков высыпающихся частиц, вызывающих полярные сияния и авроральные токи. Магнитосфера отделена от межпланетного пространства магнитопаузой. Вдоль магнитопаузы частицы корпускулярных потоков обтекают магнитосферу. Влияние солнечного ветра на земное магнитное поле иногда бывает очень сильным. Магнитопауза внешняя граница магнитосферы Земли (или планеты), на которой динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля. При типичных параметрах солнечного ветра подсолнечная точка удалена от центра Земли на 9–11 земных радиусов. В период магнитных возмущений на Земле магнитопауза может заходить за геостационарную орбиту (6,6 радиусов Земли). При слабом солнечном ветре подсолнечная точка находится на расстоянии 15–20 радиусов Земли.

Солнечный ветер.

Солнечный ветер – истечение плазмы солнечной короны в межпланетное пространство. На уровне орбиты Земли средняя скорость частиц солнечного ветра (протонов и электронов) около 400 км/с, число частиц – несколько десятков в 1 см3.

Магнитная буря.

Локальные характеристики магнитного поля изменяются и колеблются иногда в течение многих часов, а потом восстанавливаются до прежнего уровня. Это явление называется магнитной бурей. Магнитные бури часто начинаются внезапно и одновременно по всему земному шару.

Геомагнитные вариации.

Изменение магнитного поля Земли во времени под действием различных факторов называются геомагнитными вариациями. Разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени, например, месяц или год, называется геомагнитной вариацией. Согласно наблюдениям, геомагнитные вариации непрерывно изменяются во времени, причем такие изменения часто носят периодический характер.

Cуточные вариации.

Cуточные вариации геомагнитного поля возникают регулярно в основном за счет токов в ионосфере Земли, вызванных изменениями освещенности земной ионосферы Солнцем в течение суток.

Нерегулярные вариации.

Нерегулярные вариации магнитного поля возникают вследствие воздействия потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на магнитосферу Земли, а так же изменений внутри магнитосферы и взаимодействия магнитосферы с ионосферой.

27-дневные вариации.

27-дневные вариации существуют как тенденция к повторению увеличения геомагнитной активности через каждые 27 дней, соответствующих периоду вращения Солнца относительно земного наблюдателя. Эта закономерность связана с существованием долгоживущих активных областей на Солнце, наблюдаемых в течении нескольких оборотов Солнца. Эта закономерность проявляется в виде 27-дневной повторяемости магнитной активности и магнитных бурь.

Сезонные вариации.

Сезонные вариации магнитной активности уверенно выявляются на основании среднемесячных данных о магнитной активности, полученных путем обработки наблюдений за несколько лет. Их амплитуда увеличивается с ростом общей магнитной активности. Найдено, что сезонные вариации магнитной активности имеют два максимума, соответствующие периодам равноденствий, и два минимума, соответствующие периодам солнцестояний. Причиной этих вариаций является образование активных областей на Солнце, которые группируются в зонах от 10 до 30° северной и южной гелиографических широт. Поэтому в периоды равноденствий, когда плоскости земного и солнечного экваторов совпадают, Земля наиболее подвержена действию активных областей на Солнце.

11-летние вариации.

Наиболее ярко связь между солнечной активностью и магнитной активностью проявляется при сопоставлении длинных рядов наблюдений, кратных 11 летним периодам солнечной активности. Наиболее известной мерой солнечной активности является число солнечных пятен. Найдено, что в годы максимального количества солнечных пятен магнитная активность также достигает наибольшей величины, однако возрастание магнитной активности несколько запаздывает по отношению к росту солнечной, так что в среднем это запаздывание составляет один год.

Вековые вариации.

Вековые вариации – медленные вариации элементов земного магнетизма с периодами от нескольких лет и более. В отличии от суточных, сезонных, и других вариаций внешнего происхождения, вековые вариации связаны с источниками, лежащими внутри земного ядра. Амплитуда вековых вариаций достигает десятков нТл/год, изменения среднегодовых значений таких элементов, названы вековым ходом. Изолинии вековых вариаций концентрируются вокруг нескольких точек – центры или фокусы векового хода, в этих центрах величина векового хода достигает максимальных значений.

Радиационные пояса и космические лучи.

Радиационные пояса Земли – две области ближайшего околоземного космического пространства, которые в виде замкнутых магнитных ловушек окружают Землю.

В них сосредоточены огромные потоки протонов и электронов, захваченных дипольным магнитным полем Земли. Магнитное поле Земли оказывает сильное влияние на электрически заряженные частицы, движущиеся в околоземном космическом пространстве. Есть два основных источника возникновения этих частиц: космические лучи, т.е. энергичные (от 1 до12 ГэВ) электроны, протоны и ядра тяжелых элементов, приходящие с почти световыми скоростями, главным образом, из других частей Галактики. И корпускулярные потоки менее энергичных заряженных частиц (105–106 эВ), выброшенных Солнцем. В магнитном поле электрические частицы движутся по спирали; траектория частицы как бы навивается на цилиндр, по оси которого проходит силовая линия. Радиус этого воображаемого цилиндра зависит от напряженности поля и энергии частицы. Чем больше энергия частицы, тем при данной напряженности поля радиус (он называется ларморовским) больше. Если ларморовский радиус много меньше, чем радиус Земли, частица не достигает ее поверхности, а захватывается магнитным полем Земли. Если ларморовский радиус много больше, чем радиус Земли, частица движется так, как будто бы магнитного поля нет, частицы проникают сквозь магнитное поле Земли в экваториальных районах, если их энергия больше 109 эв. Такие частицы вторгаются в атмосферу и вызывают при столкновении с ее атомами ядерные превращения, которые дают определенные количества вторичных космических лучей. Эти вторичные космические лучи уже регистрируются на поверхности Земли. Для исследования космических лучей в их первоначальной форме (первичных космических лучей) аппаратуру поднимают на ракетах и искусственных спутниках Земли. Примерно 99% энергичных частиц, «пробивающих» магнитный экран Земли, являются космическими лучами галактического происхождения и лишь около 1% образуется на Солнце. Магнитное поле Земли удерживает огромное число энергичных частиц, как электронов, так и протонов. Их энергия и концентрация зависят от расстояния до Земли и геомагнитной широты. Частицы заполняют как бы огромные кольца или пояса, охватывающие Землю вокруг геомагнитного экватора.

Эдвард Кононович

Магнитное поле Земли: строение и свойства

Магнитное поле Земли имеет и другое название — Геомагнитное поле (гео — Земля). Представляет оно собой энергетическую силовую защиту планеты, что генерируется благодаря земному ядру, и защищает нас от солнечного излучения. Получается, именно ядро планеты спасает всё живое от уничтожения.

Благодаря развитию науки и проведённым исследованиям удалось понять, каким именно образом энергетический щит защищает Землю. Хорошо заметно, что в том месте, где потоки солнечного ветра напрямую воздействуют на магнитосферу, она прижимается к Земле, а с противоположной стороны планеты геомагнитное поле вытягивается в такой длинный и широкий «хвост».

Строение магнитного поля

Нашу планету пронизывает большое количество силовых линий геомагнитного поля. Эти линии называются магнитными меридианами. И представляют они собой кривые линии, огибающие планету и сходящиеся в магнитных полюсах Земли (направлены от южного к северному). Не следует путать их с обычными земными полюсами, поскольку находятся они в совершенно разных местах. Получается, наша планета обладает четырьмя полюсами: 2 магнитных и 2 географических.

Ещё интереснее тот факт, что магнитные полюса движутся! Причём со всё возрастающей скоростью. Порядка сотни лет назад северный магнитный полюс находился в Канаде, и смещался на километр в год. Сейчас же он увеличил скорость перемещения до 40 км/год, и покинул пределы Канады. Причины такого смещения магнитных полюсов пока что остаются загадкой.

Северный и южный магнитные полюса, как бы они не перемещались, всегда размещаются на противоположных концах земного шара. И та прямая, что проходит через полюса, называется магнитной осью Земли.

Роль магнитного поля

Некоторые природные явления связаны с активностью Солнца. Оно и не удивительно, ведь наша планета вращается вокруг светила и зависит от него. Ярким примером тому является возникновение магнитных бурь, что происходит из-за потоков солнечного ветра, направленного на планету. А если быть точнее, из-за вспышек на Солнце, в результате которых возрастает солнечная активность. Но даже в такие моменты, когда энергетический щит планеты подвергается воздействию огромных потоков солнечных частиц, он справляется со своей задачей. Сложно переоценить важность геомагнитного поля.

Магнитное поле: интересный факт

Напряжение геомагнитного поля всегда уменьшалось. Пусть незначительно, но год от года напряжение поля ослабевало. В последние столетия скорость его ослабевания увеличилась в десяток раз. Так, за прошедшую сотню лет геомагнитное поле потеряло 5% своей напряжённости. И на этом, к сожалению, процесс не остановился, и даже не замедлился, а как раз наоборот. На данный момент уменьшение напряжённости поля составляет порядка 7,7% в столетие (оцените тенденцию!). И сомнений в том, что причиной тому стала деятельность человека, сомнений практически ни у кого не вызывает. Вот только дать ответ на вопрос, что же конкретно повлияло на защитное поле планеты, никто не может. И это страшнее всего.

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

https://ria.ru/20190613/1555493880.html

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле — РИА Новости, 13.06.2019

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают:… РИА Новости, 13.06.2019

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:04

наука

наса

венера

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_0:103:3276:1946_1920x0_80_0_0_1802942d2e807a433ba5a2a21ef79391.jpg

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез. Миссия к «железному миру»В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром. По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий. Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты. Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли. Почему ядро железноеЯдро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы. Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра. О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах. Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией. Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода. Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год. Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.Кому из близнецов повезлоВенеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов. Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх. Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле. Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно. Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.Создание магнитного щитаСоотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет. В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием. Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

https://ria.ru/20180820/1526749995.html

https://ria.ru/20190415/1552557085.html

https://ria.ru/20180322/1516957617.html

https://ria.ru/20190129/1550035242.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_273:0:3004:2048_1920x0_80_0_0_9f56f605b2d18ef61f2b25095694cb36.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

наса, венера

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез.

Миссия к «железному миру»

В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром.

По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий.

Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты.

Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли.

20 августа 2018, 08:00НаукаАлмазное дно: обнаружен сверхглубокий источник драгоценных минералов

Почему ядро железное

Ядро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы.

Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра.

О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах.

Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией.

Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода.

Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год.

Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.

15 апреля 2019, 08:00Наука»Садиться туда — наверняка катастрофа». Чем опасна экспедиция на Венеру

Кому из близнецов повезло

Венеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.

У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов.

Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх.

Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.22 марта 2018, 08:00НаукаПочему Луна не из чугуна? Ученые спорят о происхождении спутника Земли

А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле.

Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно.

Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.

Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.

Создание магнитного щита

Соотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет.

В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием.

Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.

На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

29 января 2019, 08:00НаукаМагнитный полюс Земли стремится в Россию. Что это значит для нас?

Земля как магнит: Геомагнитное поле

Алексей Левин
«Популярная механика» №9, 2010

В 1905 году Эйнштейн назвал одной из пяти главных загадок тогдашней физики причину земного магнетизма.

В том же 1905 году французский геофизик Бернар Брюнес провел в южном департаменте Канталь замеры магнетизма лавовых отложений эпохи плейстоцена. Вектор намагниченности этих пород составлял почти 180 градусов с вектором планетарного магнитного поля (его соотечественник П. Давид получил аналогичные результаты даже годом раньше). Брюнес пришел к заключению, что три четверти миллиона лет назад во время излияния лавы направление геомагнитных силовых линий было противоположным современному. Так был обнаружен эффект инверсии (обращения полярности) магнитного поля Земли. Во второй половине 1920-х годов выводы Брюнеса подтвердили П. Л. Меркантон и Монотори Матуяма, но эти идеи получили признание лишь к середине столетия.

Сейчас мы знаем, что геомагнитное поле существует не менее 3,5 млрд лет и за это время магнитные полюса тысячи раз обменивались местами (Брюнес и Матуяма исследовали последнюю по времени инверсию, которая сейчас носит их имена). Иногда геомагнитное поле сохраняет ориентацию в течение десятков миллионов лет, а иногда — не более пятисот веков. Сам процесс инверсии обычно занимает несколько тысячелетий, и по его завершении напряженность поля, как правило, не возвращается к прежней величине, а изменяется на несколько процентов.

Механизм геомагнитной инверсии не вполне ясен и поныне, а уж сто лет назад он вообще не допускал разумного объяснения. Поэтому открытия Брюнеса и Давида только подкрепили эйнштейновскую оценку — действительно, земной магнетизм был крайне загадочен и непонятен. А ведь к тому времени его исследовали свыше трехсот лет, а в XIX веке им занимались такие звезды европейской науки, как великий путешественник Александр фон Гумбольдт, гениальный математик Карл Фридрих Гаусс и блестящий физик-экспериментатор Вильгельм Вебер. Так что Эйнштейн воистину глядел в корень.

Как вы думаете, сколько у нашей планеты магнитных полюсов? Почти все скажут, что два — в Арктике и Антарктике. На самом деле ответ зависит от определения понятия полюса. Географическими полюсами считают точки пересечения земной оси с поверхностью планеты. Поскольку Земля вращается как твердое тело, таких точек всего две и ничего другого придумать нельзя. А вот с магнитными полюсами дело обстоит много сложнее. Например, полюсом можно счесть небольшую область (в идеале опять-таки точку), где магнитные силовые линии перпендикулярны земной поверхности. Однако любой магнитометр регистрирует не только планетарное магнитное поле, но и поля местных пород, электрических токов ионосферы, частиц солнечного ветра и прочих дополнительных источников магнетизма (причем их средняя доля не так уж мала, порядка нескольких процентов). Чем точнее прибор, тем лучше он это делает — и потому все больше затрудняет выделение истинного геомагнитного поля (его называют главным), источник которого находится в земных глубинах. Поэтому координаты полюса, определенные с помощью прямого измерения, не отличаются стабильностью даже в течение короткого отрезка времени.

Можно действовать иначе и установить положение полюса на основании тех или иных моделей земного магнетизма. В первом приближении нашу планету можно считать геоцентрическим магнитным диполем, ось которого проходит через ее центр. В настоящее время угол между нею и земной осью составляет 10 градусов (несколько десятилетий назад он был больше 11 градусов). При более точном моделировании выясняется, что дипольная ось смещена относительно центра Земли в направлении северо-западной части Тихого океана примерно на 540 км (это эксцентрический диполь). Есть и другие определения.

Но это еще не все. Земное магнитное поле реально не обладает дипольной симметрией и потому имеет множественные полюса, причем в огромном количестве. Если считать Землю магнитным четырехполюсником, квадруполем, придется ввести еще два полюса — в Малайзии и в южной части Атлантического океана. Октупольная модель задает восьмерку полюсов и т. д. Современные наиболее продвинутые модели земного магнетизма оперируют аж 168 полюсами. Стоит отметить, что в ходе инверсии временно исчезает лишь дипольная компонента геомагнитного поля, а прочие изменяются много слабее.

Магнитный полюс, как его ни определяй, не стоит на месте. Северный полюс геоцентрического диполя в 2000 году имел координаты 79,5 N и 71,6 W, а в 2010-м — 80,0 N и 72,0 W. Истинный Северный полюс (тот, который выявляют физические замеры) с 2000 года сместился с 81,0 N и 109,7 W к 85,2 N и 127,1 W. В течение почти всего ХХ века он делал не более 10 км в год, но после 1980 года вдруг начал двигаться гораздо быстрее. В начале 1990-х годов его скорость превысила 15 км в год и продолжает расти.

Как рассказал «Популярной механике» бывший руководитель геомагнитной лаборатории канадской Службы геологических исследований Лоуренс Ньюитт, сейчас истинный полюс мигрирует на северо-запад, перемещаясь ежегодно на 50 км. Если вектор его движения не изменится в течение нескольких десятилетий, то к середине XXI столетия он окажется в Сибири. Согласно реконструкции, выполненной несколько лет назад тем же Ньюиттом, в XVII и XVIII веках северный магнитный полюс преимущественно смещался на юго-восток и лишь примерно в 1860 году повернул на северо-запад. Истинный южный магнитный полюс последние 300 лет движется в эту же сторону, причем его среднегодичное смещение не превышает 10–15 км.

Откуда вообще у Земли магнитное поле? Одно из возможных объяснений просто бросается в глаза. Земля обладает внутренним твердым железо-никелевым ядром, радиус которого составляет 1220 км. Поскольку эти металлы ферромагнитны, почему бы не предположить, что внутреннее ядро имеет статическую намагниченность, которая и обеспечивает существование геомагнитного поля? Мультиполярность земного магнетизма можно списать на несимметричность распределения магнитных доменов внутри ядра. Миграцию полюсов и инверсии геомагнитного поля объяснить сложнее, но, наверное, попытаться можно.

Однако из этого ничего не получается. Все ферромагнетики остаются таковыми (то есть сохраняют самопроизвольную намагниченность) лишь ниже определенной температуры — точки Кюри. Для железа она равна 768°C (у никеля много ниже), а температура внутреннего ядра Земли значительно превышает 5000 градусов. Поэтому с гипотезой статического геомагнетизма приходится расстаться. Однако не исключено, что в космосе имеются остывшие планеты с ферромагнитными ядрами.

Рассмотрим другую возможность. Наша планета также обладает жидким внешним ядром толщиной приблизительно в 2300 км. Оно состоит из расплава железа и никеля с примесью более легких элементов (серы, углерода, кислорода и, возможно, радиоактивного калия — в точности не знает никто). Температура нижней части внешнего ядра почти совпадает с температурой внутреннего ядра, а в верхней зоне на границе с мантией понижается до 4400°C. Поэтому вполне естественно предположить, что благодаря вращению Земли там формируются круговые течения, которые могут оказаться причиной возникновения земного магнетизма.

Именно такую схему ученые-геофизики обсуждали лет 80 назад. Они считали, что потоки проводящей жидкости внешнего ядра за счет своей кинетической энергии порождают электрические токи, охватывающие земную ось. Эти токи генерируют магнитное поле преимущественно дипольного типа, силовые линии которого на поверхности Земли вытянуты вдоль меридианов (такое поле называется полоидальным). Этот механизм вызывает ассоциацию с работой динамо-машины, отсюда и произошло его название.

Описанная схема красива и наглядна, но, к сожалению, ошибочна. Она основана на предположении, что движение вещества внешнего ядра симметрично относительно земной оси. Однако в 1933 году английский математик Томас Каулинг доказал теорему, согласно которой никакие осесимметричные потоки не способны обеспечить существование долговременного геомагнитного поля. Даже если оно и появится, то век его окажется недолог, вдесятки тысяч раз меньше возраста нашей планеты. Нужна модель посложнее.

«Мы не знаем точно, когда возник земной магнетизм, однако это могло произойти вскоре после формирования мантии и внешнего ядра, — говорит один из крупнейших специалистов по планетарному магнетизму, профессор Калифорнийского технологического института Дэвид Стивенсон. — Для включения геодинамо требуется внешнее затравочное поле, причем не обязательно мощное. Эту роль, к примеру, могло взять на себя магнитное поле Солнца или поля токов, порожденных в ядре за счет термоэлектрического эффекта. В конечном счете это не слишком важно, источников магнетизма хватало. При наличии такого поля и кругового движения потоков проводящей жидкости запуск внутрипланетной динамомашины становился просто неизбежным».

Вот общепринятое объяснение такого запуска. Пусть для простоты затравочное поле почти параллельно оси вращения Земли (на самом деле достаточно, если оно имеет ненулевую компоненту в этом направлении, что практически неизбежно). Скорость вращения вещества внешнего ядра убывает по мере уменьшения глубины, причем из-за его высокой электропроводности силовые линии магнитного поля движутся вместе с ним — как говорят физики, поле «вморожено» в среду. Поэтому силовые линии затравочного поля будут изгибаться, уходя вперед на больших глубинах и отставая на меньших. В конце концов они вытянутся и деформируются настолько, что дадут начало тороидальному полю, круговым магнитным петлям, охватывающим земную ось и направленным в противоположные стороны в северном и южном полушариях. Этот механизм называется w-эффектом.

По словам профессора Стивенсона, очень важно понимать, что тороидальное поле внешнего ядра возникло благодаря полоидальному затравочному полю и, в свою очередь, породило новое полоидальное поле, наблюдаемое у земной поверхности: «Оба типа полей планетарного геодинамо взаимосвязаны и не могут существовать друг без друга».

15 лет назад Гэри Глатцмайер вместе с Полом Робертсом опубликовал очень красивую компьютерную модель геомагнитного поля: «В принципе для объяснения геомагнетизма давно имелся адекватный математический аппарат — уравнения магнитной гидродинамики плюс уравнения, описывающие силу тяготения и тепловые потоки внутри земного ядра. Модели, основанные на этих уравнениях, в первозданном виде очень сложны, однако их можно упростить и адаптировать для компьютерных вычислений. Именно это и проделали мы с Робертсом. Прогон на суперкомпьютере позволил построить самосогласованное описание долговременной эволюции скорости, температуры и давления потоков вещества внешнего ядра и связанной с ними эволюции магнитных полей. Мы также выяснили, что если проигрывать симуляцию на временных промежутках порядка десятков и сотен тысяч лет, то с неизбежностью возникают инверсии геомагнитного поля. Так что в этом отношении наша модель неплохо передает магнитную историю планеты. Однако есть затруднение, которое пока еще не удалось устранить. Параметры вещества внешнего ядра, которые закладывают в подобные модели, все еще слишком далеки от реальных условий. Например, нам пришлось принять, что его вязкость очень велика, иначе не хватит ресурсов самых мощных суперкомпьютеров. На самом деле это не так, есть все основания полагать, что она почти совпадает с вязкостью воды. Наши нынешние модели бессильны учесть и турбулентность, которая несомненно имеет место. Но компьютеры с каждым годом набирают силу, и лет через десять появятся гораздо более реалистичные симуляции».

«Работа геодинамо неизбежно связана с хаотическими изменениями потоков железо-никелевого расплава, которые оборачиваются флуктуациями магнитных полей,– добавляет профессор Стивенсон. — Инверсии земного магнетизма — это просто сильнейшие из возможных флуктуаций. Поскольку они стохастичны по своей природе, вряд ли их можно предсказывать заранее — во всяком случае мы этого не умеем».

Решена 40-летняя загадка магнитного поля Земли

Источник: in-space.ru

Цифровое воспроизведение и понимание геомагнитных рывков прокладывает путь к лучшему прогнозированию поведения магнитного поля Земли.

Первоначально описанные в 1978 году геомагнитные рывки представляют собой непредсказуемые события, которые резко ускоряют эволюцию магнитного поля Земли и искажают прогнозы его поведения в многолетнем масштабе. Геомагнитное поле влияет на многочисленные виды деятельности человека, начиная от определения геолокации в смартфонах и заканчивая полетом спутников на малых высотах, поэтому так важно точно отслеживать его изменения. Тем не менее, геомагнитные рывки представляют проблему для геофизиков на протяжении более сорока лет. И вот теперь, исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, ставит точку в этом вопросе.

Магнитное поле Земли создается благодаря циркуляции вещества в ее металлическом ядре за счет энергии, выделяемой при его охлаждении. Исследователям известны два типа движений, вызывающих изменения в магнитном поле: те, что возникают в результате медленного конвекционного движения, которое можно измерить в масштабе столетия, и те, что происходят в результате «быстрых» гидромагнитных волн, которые можно обнаружить в масштабе нескольких лет. Ученые подозревали, что последние играют роль в геомагнитных рывках, но взаимодействие этих волн с медленной конвекцией, наряду с их механизмом распространения и усиления, еще не было установлено.

Чтобы разгадать эту загадку, Жюльен Обер из Парижского института физики Земли (Франция) совместно с его коллегой из Технического университета Дании разработал компьютерную симуляцию очень близкую к физическим условия ядра нашей планеты. Моделирование оказалось эквивалентным 4 миллионам часов вычислений и было выполнено лишь благодаря суперкомпьютерам GENCI.

Исследователи воспроизвели последовательность событий, приводящих к геомагнитным рывкам, которые возникали в моделировании от гидромагнитных волн, излучаемых во внутреннем ядре. Эти волны фокусируются и усиливаются по мере приближения к поверхности ядра, вызывая магнитные возмущения, сопоставимые во всех отношениях с наблюдаемыми рывками.

Таким образом, цифровое воспроизведение и понимание геомагнитных рывков прокладывает путь к лучшему прогнозированию поведения магнитного поля Земли. Кроме этого, выявление причины изменений в магнитосфере также помогает геофизикам изучать физические свойства ядра и внутренней мантии нашей планеты.

Что такое магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад

Магнитное поле Земли похоже на магнитное поле гигантского постоянного магнита, наклоненного на угол в 11 градусов к оси ее вращения. Но здесь существует нюанс, суть которого заключается в том, что температура Кюри для железа составляет всего 770°C, тогда как температура железного ядра Земли значительно выше, и только на его поверхности составляет порядка 6000°C. При такой температуре наш магнит никак не сумел бы удержать свою намагниченность. Значит, поскольку ядро нашей планеты не магнитное, земной магнетизм имеет иную природу. Итак, откуда же берется магнитное поле Земли?

Как известно, магнитные поля окружают собой электрические токи, поэтому есть все основания предполагать, что циркулирующие в расплавленном металлическом ядре токи — это и есть источник земного магнитного поля. Форма магнитного поля Земли действительно подобна магнитному полю витка с током.

Величина измеренного на поверхности Земли магнитного поля — около половины Гаусса, при этом силовые линии как-бы выходят из планеты со стороны южного полюса и входят в ее северный полюс. При этом по всей поверхности планеты магнитная индукция изменяется от 0,3 до 0,6 Гаусс.

Практически наличие у Земли магнитного поля объясняется динамо-эффектом, возникающим от циркулирующего в ее ядре тока, но это магнитное поле не является всегда постоянным по направлению. Образцы скальных пород, взятые в одних и тех же местах, но имеющие различный возраст, отличаются направлением намагниченности. Геологи сообщают, что за последние 71 миллион лет магнитное поле Земли разворачивалось 171 раз!

Хотя детально динамо-эффект не изучен, вращение Земли определенно играет важную роль в генерации токов, которые, как предполагается, являются источником магнитного поля Земли.

Зонд «Mariner 2», исследовавший Венеру, обнаружил, что у Венеры такого магнитного поля нет, хотя в ее ядре, как и в ядре Земли, содержится достаточно железа.

Разгадка состоит в том, что период вращения Венеры вокруг своей оси равен 243 дням на Земле, то есть динамо-генератор Венеры вращается в 243 раза медленнее, а этого не достаточно чтобы произвести реальный динамо-эффект.

Взаимодействуя с частичками солнечного ветра, магнитное поле Земли порождает условия для возникновения вблизи полюсов так называемых полярных сияний.

Северная сторона стрелки компаса — это магнитный северный полюс, который всегда ориентируется по направлению к географическому северному полюсу, практически являющемуся магнитным южным полюсом. Ведь, как известно, противоположные магнитные полюса взаимно притягиваются.

Тем не менее, простой вопрос: «как Земля получает свое магнитное поле?» — до сих пор не имеет однозначного ответа. Понятно, что генерация магнитного поля связана с вращением планеты вокруг своей оси, ибо Венера с подобным составом ядра, но вращающимся в 243 раза медленнее, не имеет измеримого магнитного поля.

Кажется правдоподобным, что от вращения жидкости металлического ядра, составляющей основную долю этого ядра, возникает картина вращающегося проводника, создающего динамо-эффект и работающего подобно электрическому генератору.

Конвекция в жидкости наружной части ядра приводит к ее циркуляции по отношению к Земле. Это значит, что электропроводящий материал перемещается относительно магнитного поля. Если он оказывается заряжен благодаря трению между слоями в ядре, то вполне возможен эффект витка с током. Такой ток вполне в состоянии поддерживать магнитное поле Земли. Масштабные компьютерные модели подтверждают реальность данной теории.

В 50-е годы, в рамках стратегии «холодной войны», суда ВМС США буксировали чувствительные магнитометры по дну океана, в то время они искали способ обнаружения советских подводных лодок. В ходе наблюдений выяснилось, что магнитное поле Земли колеблется в пределах 10% по отношению к магнетизму непосредственно пород морского дна, имевших противоположное направление намагниченности. Получилась картина разворотов, происходивших до 4 миллионов лет назад, это было подсчитано калий-аргоновым археологическим методом.

Ранее ЭлектроВести писали, что страны мира в 2018 году исчерпали объем возобновляемых ресурсов, который планета может воспроизвести за год, уже к 1 августа — быстрее, чем когда-либо ранее, говорится в сообщении Всемирного фонда дикой природы (WWF).

По материалам: electrik.info.

Магнитное поле Земли

Магнитосфера защищает поверхность Земли от заряженных частиц солнечного ветра и генерируется электрическими токами, расположенными во многих различных частях Земли. Он сжимается на дневной (солнечной) стороне за счет силы приходящих частиц и расширяется на ночной стороне. (Изображение не в масштабе.) Разница между магнитным севером и «истинным» севером.

Магнитное поле Земли (и поверхностное магнитное поле ) приблизительно представляет собой магнитный диполь с S-полюсом магнитного поля вблизи географического северного полюса Земли (см. Северный магнитный полюс) и другим северным полюсом магнитного поля рядом с географическим географическим полюсом Земли. южный полюс (см. Южный магнитный полюс).Благодаря этому компас можно использовать для навигации. Причину возникновения поля можно объяснить теорией динамо. Магнитное поле распространяется бесконечно, но ослабевает по мере удаления от источника. Магнитное поле Земли, также называемое геомагнитным полем , которое эффективно распространяется на несколько десятков тысяч километров в космос, формирует магнитосферу Земли. Палеомагнитное исследование австралийского красного дацита и подушечного базальта оценило возраст магнитного поля как минимум 3,5 миллиарда лет. [1] [2]

Предметное значение

Моделирование взаимодействия магнитного поля Земли с межпланетным магнитным полем.

Земля в значительной степени защищена от солнечного ветра, потока энергичных заряженных частиц, исходящих от Солнца, своим магнитным полем, которое отклоняет большинство заряженных частиц. Некоторые из заряженных частиц солнечного ветра — это , захваченные в радиационном поясе Ван Аллена.Меньшему количеству частиц солнечного ветра удается перемещаться, как по линии передачи электромагнитной энергии, в верхние слои атмосферы и ионосферу Земли в зонах полярных сияний. Единственный раз, когда солнечный ветер наблюдается на Земле, — это когда он достаточно силен, чтобы вызывать такие явления, как полярное сияние и геомагнитные бури. Яркие полярные сияния сильно нагревают ионосферу, заставляя ее плазму расширяться в магнитосферу, увеличивая размер плазменной геосферы и вызывая утечку атмосферного вещества в солнечный ветер.Геомагнитные бури возникают, когда давление плазмы, содержащейся внутри магнитосферы, достаточно велико, чтобы раздуваться и тем самым искажать геомагнитное поле.

Солнечный ветер отвечает за общую форму магнитосферы Земли, и колебания ее скорости, плотности, направления и увлекаемого магнитного поля сильно влияют на локальную космическую среду Земли. Например, уровни ионизирующего излучения и радиопомех могут варьироваться от сотен до тысяч раз; а форма и расположение магнитопаузы и головной ударной волны перед ней могут изменяться на несколько радиусов Земли, подвергая геосинхронные спутники воздействию прямого солнечного ветра.Эти явления собирательно называются космической погодой. Механизм атмосферного разрыва вызван захватом газа пузырьками магнитного поля, которые срываются солнечными ветрами. [3] Изменения напряженности магнитного поля коррелировали с изменением количества осадков в тропиках. [4]

Магнитные полюса и магнитный диполь

Основные статьи: Северный магнитный полюс и Южный магнитный полюс Магнитное склонение от истинного севера в 1700

Положение магнитных полюсов можно определить как минимум двумя способами [5] .

Часто магнитный (наклонный) полюс рассматривается как точка на поверхности Земли, где магнитное поле полностью вертикально. Другими словами, угол наклона поля Земли составляет 90 ° на северном магнитном полюсе и -90 ° на южном магнитном полюсе. На магнитном полюсе компас, удерживаемый в горизонтальной плоскости, указывает случайным образом, в то время как в противном случае он указывает почти на северный магнитный полюс или от Южного магнитного полюса, хотя существуют местные отклонения. Два полюса перемещаются независимо друг от друга и не находятся в прямо противоположных положениях на земном шаре.Магнитный полюс падения может быстро перемещаться, для Северного магнитного полюса [6] проводились наблюдения до 40 км в год.

Магнитное поле Земли можно точно описать полем магнитного диполя, расположенного рядом с центром Земли. Ориентация диполя определяется осью. Два положения, в которых ось диполя, которая лучше всего соответствует геомагнитному полю, пересекает поверхность Земли, называются Северным и Южным геомагнитными полюсами. Для наилучшего соответствия диполь, представляющий геомагнитное поле, должен быть размещен примерно в 500 км от центра Земли.Это заставляет внутренний радиационный пояс опускаться ниже в южной части Атлантического океана, где поверхностное поле является самым слабым, создавая то, что называется южноатлантической аномалией.

Если бы магнитное поле Земли было идеально дипольным, геомагнитный и магнитный полюса падения совпадали. Однако важные недиполярные члены в точном описании геомагнитного поля приводят к тому, что положения двух типов полюсов находятся в разных местах.

Характеристики поля

Напряженность поля у поверхности Земли составляет менее 30 микротеслов (0.3 гаусса) на территории, включающей большую часть Южной Америки и Южной Африки, до более чем 60 микротеслов (0,6 гаусса) вокруг магнитных полюсов в северной Канаде и на юге Австралии, а также в части Сибири. Средняя напряженность магнитного поля во внешнем ядре Земли составила 25 Гаусс, что в 50 раз сильнее, чем магнитное поле на поверхности. [9] [10]

Поле аналогично полю стержневого магнита. Магнитное поле Земли в основном вызвано электрическими токами в жидком внешнем ядре.Ядро Земли горячее, чем 1043 К, температура точки Кюри, выше которой ориентация спинов в железе становится случайной. Такая рандомизация приводит к потере намагниченности вещества.

Конвекция расплавленного железа во внешнем жидком ядре, наряду с эффектом Кориолиса, вызванным общим вращением планеты, имеет тенденцию организовывать эти «электрические токи» в валки, выровненные вдоль полярной оси север-юг. Когда проводящая жидкость течет через существующее магнитное поле, индуцируются электрические токи, которые, в свою очередь, создают другое магнитное поле.Когда это магнитное поле усиливает исходное магнитное поле, создается динамо-машина, которая поддерживает себя. Это называется теорией динамо, и она объясняет, как поддерживается магнитное поле Земли.

Еще одна особенность, которая магнитно отличает Землю от стержневого магнита, — это ее магнитосфера. На больших расстояниях от планеты преобладает поверхностное магнитное поле. Электрические токи, индуцированные в ионосфере, также создают магнитные поля. Такое поле всегда создается вблизи того места, где атмосфера находится ближе всего к Солнцу, вызывая ежедневные изменения, которые могут отклонять поверхностные магнитные поля на величину до одного градуса.Типичные суточные колебания напряженности поля составляют около 25 нанотесла (нТл) (т.е. ~ 1: 2 000), с вариациями в течение нескольких секунд, как правило, около 1 нТл (т.е. ~ 1: 50 000). [11]

Вариации магнитного поля

Геомагнитные вариации с момента последнего обращения.

Токи в ядре Земли, создающие ее магнитное поле, возникли по крайней мере 3 450 миллионов лет назад. [12] [13]

Магнитометры обнаруживают мельчайшие отклонения в магнитном поле Земли, вызванные железными артефактами, печами, некоторыми типами каменных построек и даже канавами и мусором в археологической геофизике.С помощью магнитных инструментов, адаптированных на основе бортовых детекторов магнитных аномалий, разработанных во время Второй мировой войны для обнаружения подводных лодок, были нанесены на карту магнитные вариации на дне океана. Базальт — богатая железом вулканическая порода, составляющая дно океана — содержит сильно магнитный минерал (магнетит) и может локально искажать показания компаса. Искажение было признано исландскими мореплавателями еще в конце 18 века. Что еще более важно, поскольку присутствие магнетита придает базальту измеримые магнитные свойства, эти магнитные вариации предоставили еще один способ изучения глубоководного дна океана.Когда вновь образованная порода охлаждается, такие магнитные материалы регистрируют магнитное поле Земли.

Часто магнитосфера Земли поражается солнечными вспышками, вызывающими геомагнитные бури, вызывающие проявления полярных сияний. Кратковременная нестабильность магнитного поля измеряется с помощью K-индекса.

Недавно в магнитном поле были обнаружены утечки, которые взаимодействуют с солнечным ветром Солнца способом, противоположным первоначальной гипотезе. Во время солнечных бурь это может привести к крупномасштабным отключениям электроэнергии и сбоям в работе искусственных спутников. [14]

См. Также Магнитная аномалия

Инверсия магнитного поля

Основная статья: Геомагнитная инверсия

Основываясь на изучении лавовых потоков базальта по всему миру, было предложено, что магнитное поле Земли меняет направление на противоположное. с интервалами от десятков тысяч до многих миллионов лет, со средним интервалом примерно 300 000 лет. [15] Однако последнее такое событие, получившее название инверсия Брюнес – Матуяма, произошло примерно 780 000 лет назад.

Нет четкой теории относительно того, как могли произойти геомагнитные инверсии. Некоторые ученые создали модели ядра Земли, в которых магнитное поле лишь квазистабильно, а полюса могут самопроизвольно перемещаться из одной ориентации в другую в течение от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Другие ученые предполагают, что геодинамо сначала отключается либо самопроизвольно, либо в результате какого-либо внешнего воздействия, такого как удар кометы, а затем перезапускается с магнитным «северным» полюсом, указывающим либо на север, либо на юг.Внешние события вряд ли будут обычными причинами инверсий магнитного поля из-за отсутствия корреляции между возрастом ударных кратеров и временем инверсий. Независимо от причины, когда магнитный полюс переключается из одного полушария в другое, это называется инверсией, тогда как временные изменения наклона диполя, которые перемещают ось диполя через экватор, а затем возвращаются к исходной полярности, известны как отклонения.

Исследования потоков лавы на горе Стинс, штат Орегон, показывают, что магнитное поле могло смещаться со скоростью до 6 градусов в день в какой-то момент истории Земли, что значительно усложняет популярное понимание того, как работает магнитное поле Земли. . [16]

Палеомагнитные исследования, подобные этим, обычно состоят из измерений остаточной намагниченности вулканических пород. Осадки, отложенные на дне океана, ориентируются в соответствии с местным магнитным полем, сигнал, который может быть записан по мере их затвердевания. Хотя залежи магматических пород в основном парамагнитны, они действительно содержат следы ферри- и антиферромагнитных материалов в виде оксидов железа, что дает им способность обладать остаточной намагниченностью.Фактически, эта характеристика довольно часто встречается во многих других типах горных пород и отложений, обнаруженных по всему миру. Одним из наиболее распространенных оксидов, обнаруживаемых в естественных отложениях горных пород, является магнетит.

В качестве примера того, как это свойство магматических пород позволяет нам определить, что поле Земли в прошлом менялось, рассмотрим измерения магнетизма на океанских хребтах. Прежде чем магма выйдет из мантии через трещину, она имеет чрезвычайно высокую температуру, превышающую температуру Кюри любого оксида железа, который она может содержать.Лава начинает охлаждаться и затвердевать, когда попадает в океан, позволяя этим оксидам железа в конечном итоге восстановить свои магнитные свойства, в частности, способность удерживать остаточную намагниченность. Если предположить, что единственное магнитное поле, присутствующее в этих местах, связано с самой Землей, эта затвердевшая порода становится намагниченной в направлении геомагнитного поля. Несмотря на то, что напряженность поля довольно мала, а содержание железа в типичных образцах горных пород невелико, относительно небольшая остаточная намагниченность образцов находится в пределах разрешающей способности современных магнитометров.Затем можно измерить возраст и намагниченность застывших образцов лавы, чтобы определить ориентацию геомагнитного поля в древние эпохи.

Обнаружение магнитного поля

Отклонения модели магнитного поля от данных измерений, данных, созданных спутниками с чувствительными магнитометрами

Напряженность магнитного поля Земли была измерена Карлом Фридрихом Гауссом в 1835 году и с тех пор неоднократно измерялась, показывая относительное уменьшение около 10% за последние 150 лет. [17] Спутник Magsat и более поздние спутники использовали 3-осевые векторные магнитометры для исследования трехмерной структуры магнитного поля Земли. Более поздний спутник Эрстеда позволил провести сравнение, показывающее динамическое геодинамо в действии, которое, по-видимому, порождает альтернативный полюс под Атлантическим океаном к западу от Южной Африки. [18]

Правительства иногда используют подразделения, специализирующиеся на измерении магнитного поля Земли. Это геомагнитные обсерватории, обычно входящие в состав национальной геологической службы, например, обсерватория Эскдалемуир Британской геологической службы.Такие обсерватории могут измерять и прогнозировать магнитные условия, которые иногда влияют на связь, электроэнергию и другую деятельность человека. (См. Магнитную бурю.)

Международная сеть магнитных обсерваторий в реальном времени, включающая более 100 взаимосвязанных геомагнитных обсерваторий по всему миру, с 1991 года регистрирует магнитное поле Земли.

Военные определяют характеристики местного геомагнитного поля по порядку для обнаружения аномалий на естественном фоне, которые могут быть вызваны значительным металлическим объектом, например, затопленной подводной лодкой.Как правило, эти детекторы магнитных аномалий используются в самолетах, таких как британский Nimrod, или буксируются в качестве инструмента или набора инструментов с надводных кораблей.

В коммерческих целях геофизические разведочные компании также используют магнитные детекторы для выявления естественных аномалий рудных тел, таких как Курская магнитная аномалия.

Животные, включая птиц и черепах, могут обнаруживать магнитное поле Земли и использовать это поле для навигации во время миграции. [19] Коровы и дикие олени склонны выстраивать свои тела с севера на юг во время отдыха, но не тогда, когда животные находятся под высоковольтными линиями электропередач, что заставляет исследователей полагать, что причиной этого является магнетизм. Дайсон, П.Дж. (2009). «Биология: электрические коровы». Природа 458 (7237): 389. DOI: 10.1038 / 458389a. PMID 19325587.

Внешние ссылки


  • Уильям Дж. Брод, Будет ли компас указывать на юг? . New York Times, 13 июля 2004 г.
  • John Roach, Почему меняется магнитное поле Земли? . National Geographic, 27 сентября 2004 г.
  • Когда север идет на юг . Проекты в области научных вычислений, 1996.
  • Трехмерный имитатор заряженных частиц в магнитном поле Земли . Инструмент, предназначенный для трехмерного моделирования заряженных частиц в магнитосфере. [Требуется подключаемый модуль VRML]
  • Великий Магнит, Земля , История открытия магнитного поля Земли Дэвидом П. Стерном.
  • Исследование магнитосферы Земли , Образовательный веб-сайт Дэвида П. Стерна и Маурисио Передо

Что создает магнитное поле Земли?

Путешествие, чтобы увидеть северное или южное сияние, вошло в список желаний почти каждого.Но неизвестно большинству, эти прекрасные проявления света вызваны опасными космическими лучами, которые были отклонены магнитным полем нашей Земли.

Магнитные поля вокруг планет ведут себя так же, как стержневой магнит. Но при высоких температурах металлы теряют свои магнитные свойства. Итак, ясно, что горячее железное ядро ​​Земли не является тем, что создает магнитное поле вокруг нашей планеты.

Напротив, магнитное поле Земли вызвано динамо-эффектом.

Эффект работает так же, как динамо-светильник на велосипеде.Магниты в динамо-машине начинают вращаться при нажатии на педали велосипеда, создавая электрический ток. Затем электричество используется для включения света.

Этот процесс также работает в обратном порядке. Если у вас есть вращающийся электрический ток, он создаст магнитное поле.

На Земле течение жидкого металла во внешнем ядре планеты генерирует электрические токи. Вращение Земли вокруг своей оси заставляет эти электрические токи образовывать магнитное поле, которое распространяется вокруг планеты.

Магнитное поле чрезвычайно важно для поддержания жизни на Земле. Без этого мы были бы подвержены воздействию большого количества солнечной радиации, и наша атмосфера могла бы свободно просачиваться в космос.

Это, вероятно, то, что случилось с атмосферой на Марсе. Поскольку в ядре Марса нет текущего жидкого металла, он не производит такого же динамо-эффекта. Это оставило планету с очень слабым магнитным полем, из-за чего ее атмосфера была унесена солнечными ветрами, что сделало ее непригодной для жизни.

Магнитное поле Земли, подобное магнитному полю стержневого магнита, наклоненного на 11 градусов от оси вращения Земли. Предоставлено: Dea / D’Arco Editor / Getty Images

.

Королевский институт Австралии имеет образовательный ресурс, основанный на этой статье. Вы можете получить к нему доступ здесь.

Вишну Варма Р. Веджаян

Вишну Варма Р. Веджаян — студент-физик из Лондонского университета королевы Марии, интересующийся научными работами и исследованиями в области физики.Стажировался в «Космосе» в начале 2017 года.

Читайте научные факты, а не беллетристику …

Никогда еще не было более важного времени, чтобы объяснять факты, ценить знания, основанные на фактах, и демонстрировать последние научные, технологические и инженерные достижения. «Космос» издается Королевским институтом Австралии, благотворительной организацией, призванной связывать людей с миром науки. Финансовые взносы, какими бы большими они ни были, помогают нам предоставлять доступ к достоверной научной информации в то время, когда она больше всего нужна миру.Пожалуйста, поддержите нас, сделав пожертвование или купив подписку сегодня.

Исследователи показывают, что гематит из оксида железа остается магнитным глубоко в мантии Земли — ScienceDaily

Огромное магнитное поле, которое окружает Землю, защищая ее от радиации и заряженных частиц из космоса — и которое многие животные даже используют для ориентации — постоянно меняется, поэтому геофизики постоянно следят за ним. Старые хорошо известные источники магнитного поля Земли — это ядро ​​Земли — на глубине до 6000 километров внутри Земли — и земная кора: другими словами, земля, на которой мы стоим.С другой стороны, мантия Земли, простирающаяся от 35 до 2900 километров под поверхностью Земли, до сих пор считалась «магнитно мертвой». Международная группа исследователей из Германии, Франции, Дании и США продемонстрировала, что форма оксида железа, гематит, может сохранять свои магнитные свойства даже глубоко в мантии Земли. Это происходит в относительно холодных тектонических плитах, называемых плитами, которые находятся особенно под западной частью Тихого океана.

«Эти новые знания о мантии Земли и сильномагнитном регионе в западной части Тихого океана могут пролить новый свет на любые наблюдения магнитного поля Земли», — говорит физик-минерал и первый автор д-р.Илья Купенко из Мюнстерского университета (Германия). Новые результаты могут, например, иметь отношение к любым будущим наблюдениям магнитных аномалий на Земле и на других планетах, таких как Марс. Это связано с тем, что на Марсе больше нет динамо-машины и, следовательно, нет источника, позволяющего создавать сильное магнитное поле, исходящее из ядра, как на Земле. Поэтому, возможно, теперь стоит более подробно рассмотреть его мантию. Исследование опубликовано в журнале « Nature ».

Предпосылки и использованные методы:

Глубоко в металлическом ядре Земли именно сплав жидкого железа вызывает электрические потоки. В самой внешней коре Земли магнитный сигнал вызывают горные породы. Однако в более глубоких областях недр Земли считалось, что породы теряют свои магнитные свойства из-за очень высоких температур и давления.

Исследователи внимательно изучили основные потенциальные источники магнетизма в мантии Земли: оксиды железа, которые имеют высокую критическую температуру — i.е. температура, выше которой материал перестает быть магнитным. В мантии Земли оксиды железа встречаются в пластинах, которые погребены из земной коры дальше в мантию в результате тектонических сдвигов, процесса, называемого субдукцией. Они могут достигать глубины внутри Земли от 410 до 660 километров — так называемой переходной зоны между верхней и нижней мантией Земли. Однако ранее никому не удавалось измерить магнитные свойства оксидов железа в экстремальных условиях давления и температуры, обнаруженных в этой области.

Теперь ученые объединили два метода. Используя так называемую ячейку с алмазной наковальней, они сжимали образцы гематита из оксида железа микрометрического размера между двумя алмазами и нагревали их лазером до давления до 90 гигапаскалей и температуры более 1000 ° C (1300 K). Исследователи объединили этот метод с так называемой мессбауэровской спектроскопией, чтобы исследовать магнитное состояние образцов с помощью синхротронного излучения. Эта часть исследования проводилась на синхротронной установке ESRF в Гренобле, Франция, и это позволило наблюдать изменения магнитного порядка в оксиде железа.

Неожиданным результатом стало то, что гематит оставался магнитным до температуры около 925 ° C (1200 K) — температуры, преобладающей в субдуцированных плитах под западной частью Тихого океана на глубине переходной зоны Земли. «В результате мы можем продемонстрировать, что мантия Земли не так магнитно« мертва », как предполагалось до сих пор», — говорит профессор Кармен Санчес-Валле из Института минералогии Мюнстерского университета. «Эти открытия могут оправдать другие выводы, касающиеся всего магнитного поля Земли», — добавляет она.

Актуальность для исследований магнитного поля Земли и движения полюсов

Используя спутники и изучая горные породы, исследователи наблюдают за магнитным полем Земли, а также за локальными и региональными изменениями магнитной силы. Предыстория: геомагнитные полюса Земли — не путать с географическими полюсами — постоянно перемещаются. В результате этого движения они фактически меняли положение друг друга каждые 200 000–300 000 лет в новейшей истории Земли.Последний переворот полюсов произошел 780 000 лет назад, и в последние десятилетия ученые сообщают об ускорении движения магнитных полюсов Земли. Переворот магнитных полюсов окажет огромное влияние на современную человеческую цивилизацию. Факторы, управляющие перемещением и переворотом магнитных полюсов, а также направления, которым они следуют при опрокидывании, пока не изучены.

Один из маршрутов полюсов, наблюдаемых во время переворотов, проходит над западной частью Тихого океана, что очень заметно соответствует предполагаемым источникам электромагнитного излучения в мантии Земли.Поэтому исследователи рассматривают возможность того, что магнитные поля, наблюдаемые в Тихом океане с помощью записей горных пород, не отражают путь миграции полюсов, измеренных на поверхности Земли, а происходят от неизвестного до сих пор электромагнитного источника гематитсодержащих пород в мантия Земли под западной частью Тихого океана.

«То, что мы теперь знаем — что там, в мантии Земли есть магнитоупорядоченные материалы — следует принимать во внимание в любом будущем анализе магнитного поля Земли и движения полюсов», — говорит соавтор профессор Проф. .Леонид Дубровинский в Баварском научно-исследовательском институте экспериментальной геохимии и геофизики Байройтского университета.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Мюнстера . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Магнитное поле Земли: определение и характеристики

Магнитное поле Земли

Магнитное поле, окружающее Землю

Магнитное поле Земли — это магнитное поле, которое исходит из ядра Земли и окружает Землю.Его можно рассматривать как своего рода силовое поле, которое охватывает Землю и защищает нашу планету от солнечного излучения. Без магнитного поля космические лучи и радиация проникли бы на нашу планету, а форма солнечного излучения от Солнца, называемая солнечным ветром , отделила бы атмосферу Земли, уничтожив большинство форм жизни на нашей планете. Знаменитое «северное сияние» вызвано отклонением смертоносных космических лучей магнитным полем Земли. Это «силовое поле» или магнитосфера, окружающая нашу планету, простирается на несколько тысяч километров в космос вокруг Земли.

Мы можем представить Землю как один большой геомагнит с северным и южным полюсами. Северный полюс и южный полюс находятся относительно близко к верху и низу планеты, поэтому иногда мы называем арктический регион Северным полюсом, а область возле Антарктиды — Южным полюсом. Силовые линии магнитного поля простираются от обоих полюсов в космос, создавая магнитосферу вокруг Земли (см. Фото). Другой интересный факт о магнитном поле Земли заключается в том, что оно наклонено под углом 10 градусов к оси Земли.

Почему у Земли магнитное поле?

Мы узнали, что у Земли есть магнитное поле, которое ее окружает и действует как своего рода силовое поле, которое защищает нас от космического излучения и солнечного ветра. Но почему у Земли есть магнитное поле? Что вызывает это?

Ядро Земли состоит из различных металлов, в основном железа и никеля, а также других тяжелых металлов, таких как золото, платина и уран. Так является ли магнитное поле Земли результатом присутствия металлов в ее ядре? Хотя большинство металлов обладают магнитными свойствами, в ходе наших исследований магнетизма мы также узнали, что при чрезвычайно высоких температурах, например, в случае ядра Земли, металлы теряют свои магнитные свойства.Так что же тогда вызывает магнитные поля Земли?

Магнитное поле Земли является результатом так называемого динамо-эффекта . Эффект динамо — это когда вращающийся электрический ток создает магнитное поле. Текущий расплавленный металл в ядре Земли генерирует электрический ток. А поскольку Земля вращается, это создает магнитное поле. Следовательно, ни текучего металла, ни вращения, ни магнитного поля. Считается, что именно это случилось с Марсом. Марс, будучи скалистой планетой, имеет металлическое ядро, как Земля, и, как Земля, он вращается вокруг своей оси.Однако на Марсе нет расплавленного металла, который создавал бы электрический ток. Поэтому ученые считают, что Марс без магнитного поля, защищающего его от солнечного ветра, потерял большую часть своей атмосферы из-за того, что солнечный ветер разорвал его.

Магнитное поле Земли меняется

Еще одним действительно интересным аспектом магнитного поля Земли является то, что оно меняется каждые 100 000 — 250 000 лет или около того! Это означает, что то, что было северным полюсом (арктический регион), становится южным полюсом, а то, что было южным полюсом (антарктический регион), становится северным полюсом.Однако в последний раз магнитное поле Земли перевернулось около 780 000 лет назад, а это значит, что это явление давно отстает от своего обычного графика и может произойти в ближайшее время! Более того, недавно ученые обнаружили, что магнитное поле Земли ослабевает, теряя 5% своей силы каждые 10 лет. Ученые до сих пор не уверены, почему, но некоторые предположили, что это могло произойти из-за того, что магнитное поле Земли готово измениться.

Резюме урока

Магнитное поле Земли — это магнитное поле, которое исходит из ядра Земли и окружает Землю.Магнитное поле Земли вызвано динамо-эффектом , созданием магнитного поля из-за движущегося электрического тока. Текущий расплавленный металл в ядре Земли создает электрический ток, и при вращении Земли это создает эффект динамо, который дает нам наше магнитное поле. Наше магнитное поле защищает нас от вредного космического излучения и солнечного ветра , который препятствует существованию на нашей планете жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Вдобавок магнитное поле уменьшается, что может быть связано с тем, что магнитное поле Земли меняется каждые сотни тысяч лет.

Магнитные свойства — обзор

Приложения

Иногда магнитные свойства представляют собой дополнительную информацию для поддержки других данных, таких как микроанализ. Однако, установив, как магнитные свойства связаны со структурой, их можно использовать в случаях, когда структурную информацию нельзя получить другими способами. Примером может служить определение природы активных центров металлоферментов: почти половина важных ферментов содержат один или несколько переходных металлов в активном центре.Из-за большой молекулярной массы часто невозможно определить количество атомов металла с помощью простого химического анализа. Так было с серией пурпурной кислой фосфатазы (p.a.p.). На p.a.p. из животных источников, как полагали Aisen et al , содержал одно Fe на молекулу. (округление в меньшую сторону из анализа 1,3) и Zerner et al . содержать два атома железа (округление от 1,6) на основе одного и того же результата анализа объемного железа в пределах экспериментальной ошибки.Знание количества присутствующих атомов железа важно для понимания функции и механизма действия фермента. Авторские измерения этой системы основывались на предположении, что если бы было два атома железа, магнетизм был бы вдвое больше, чем если бы было только одно железо. настоящее время. Удивительно, но магнетизм был намного меньше, чем ожидалось в любом случае, из чего стало ясно, что железо присутствует, но очень специфическим образом, а именно, два магнитно связанных атома железа, связанных как Fe (III) –O – Fe (III). (уравнение [10], с S = 5/2):

[10] χM = Ng2β23kT⋅∑sS (S + 1) (2S + 1) e − ES / kT∑s (2S + 1) e −ES / kT

Таким образом, магнитный метод не только дал правильное количество железа, но и показал существенные структурные особенности.Сильная магнитная связь требует отсутствия спектра электронного спинового резонанса (ЭПР), однако ферменты ранее были охарактеризованы с помощью ЭПР. Так называемый характеризующий спектр был обусловлен наличием

[11] Nβ2⋅ [(S + 1) (2S + 3) (2Sg1 + g2) 2 + 8xS (S + 1) (g1 + g2) 2] χM = ex + S (2S − 1) [2 (S + 1) g1 − g2] 2−8xS (S + 1) (g1 − g2) 212 (2S + 1) kT [(S + 1) ex + S]

повсеместной примеси, и в этом случае магнитный метод намного превосходит другой (высокочувствительный) аналитический метод (ESR).

Когда один Fe заменяется медью (II), магнитное поведение (уравнение [11]) довольно похоже на то, что наблюдается для другого фермента, цитохромоксидазы (Fe – Cu).Если g 1 и g 2 относятся к меди и железу, соответственно, спин S для железа будет 5/2 в нормальном состоянии железа (III) или 2 для железа (II ). Когда одно из утюгов заменяется цинком (II), магнетизм сильно увеличивается, что соответствует одному железу (III) (цинк (II), не имеющий d-электронов, ничего не дает), и его поведение соответствует уравнению [6 ], закон Кюри. Форма Zn – O – Fe все еще работает как нормальный фермент на своем субстрате.Это очень важно, потому что кислая фосфатаза растительного происхождения (из фасоли) анализирует железо и цинк и имеет магнетизм по закону Кюри, подразумевая центр Zn – O – Fe. Когда цинк заменяется железом, он ведет себя как животное, а также продолжает работать на своем субстрате; природа давно провела эксперимент по замещению металлов.

Опять же, фермент уреаза, как было обнаружено, содержит димерный центр никеля (II), основываясь только на его магнитных свойствах (уравнение [10] с S = 1). В больших белках, таких как ферритин, сильное сцепление наблюдается в Fe-O-фосфатном центре, как в небольшом кусочке ржавчины, заключенном в белковую оболочку.Аналогичным образом, нитрогеназы содержат ряд связанных железа.

Использование магнетизма в исследованиях минералов и комплексов переходных металлов упоминается выше. Отдельные атомы металла обнаруживают свое присутствие и связывающее окружение (плоское, тетраэдрическое и т.д., включая искажение) в своих магнитных свойствах, зависящих от T — отклонение от Кюри – Вейсса (уравнение [6]).

[12] χM = Ng2β23kT⋅S + 1S + 22S + 3x + SS + 12S + 1y + SS − 12S − 12S + 3x + 2S + 1y + 2S − 1

[13] χM = Ng2β212kT⋅2S + 32S + 5S + 2a + 2S + 12S + 3S + 1b + S2S − 12S + 1c + 2S − 32S − 1S − 1S + 2a + S + 1b + Sc + S − 2

Магнитная связь по всей решетке также обнаружена на χ по сравнению с T зависимостью, и это показывает, насколько тесно связаны металлы.Это большая тема, выходящая за рамки данной статьи.

Многие системы имеют мелкомасштабные связи, где только два или три металла соединяются в молекулу. Типичные примеры — димеры меди. Таким образом, магнитная восприимчивость ацетата меди (II) резко отклоняется от закона Кюри. Он был проанализирован как биядерная, а не мономерная структура задолго до того, как рентгеновская кристаллография подтвердила это. В настоящее время известно, что до трети соединений меди (II) имеют такую ​​магнитную связь, которая может быть проанализирована как мостиковое соединение лиганда.

Текущий интерес к передовым материалам, или материалам двадцать первого века, делает важную связь между переходными металлами и лантаноидами, поэтому следует учитывать сильномагнитные центры (большие значения S ).

Например, для металлического соединения ( S = 1) с другим металлом, имеющим спин S не менее 1 (т. Е. S 1 = 1 и S2 = S> 12), магнетизм описывается уравнением [12], где x = e2s + 4J / kT, y = e2SJ / kT.

В системе Ni II –Co II ( S = 3/2) уравнение [12] становится

χM = Ng2β24kT⋅35e8J / kT + 10e3J / kT + 13e8J / kT + 2e3J / kT +1

Для металлического соединения ( S = 3/2) с другим металлом, имеющим спин S больше 1 (т.е.е., S 1 = 3/2 и S 2 = S > 1), магнетизм описывается уравнением [13], где a = e6S + 3J / kT, b = e4SJ / kT, c = e2S − 1J / kT.

Например, в сочетании переходного металла S = 3/2 с лантаноидом S = 3, уравнение [13] становится

χM = Ng2β24kT⋅165e21J / kT + 84e12J / kT + 35e5J / kT + 105e21J / kT + 4e12J / kT + 3e5J / kT + 2

По силе связи и форме кривой мы можем различать разные молекулярные формы.Каждая пара металлов имеет свой собственный характерный признак: кривые × в сравнении с кривыми T , представленные этими уравнениями, могут надежно различать различные представленные центры. Точное измерение дает силу связи (значения J ), которые показывают, насколько сильна связь между металлами, например, одноатомный мостик или более крупный мостик, такой как имидазольная или карбоксильная группа. Это даже позволяет различать разные типы одноатомных мостиков, например, окисленную форму p.а.п. имеет сильную связь J (−80 см −1 ) за счет Fe (III) –O – Fe (III), тогда как восстановленная форма имеет гораздо более слабую связь (−20 см −1 ), что указывает на мостик ОН ( имеющий более слабые связи Fe – O и, следовательно, более слабое перекрытие орбит).

электромагнетизм — Почему Земля не теряет свой магнетизм?

Магниты, о которых вы узнали в младших классах, фундаментально отличаются от ионной жидкости, которая генерирует магнитное поле Земли.

Обычные магниты получают свой магнетизм из-за наличия большого количества магнитных «доменов», ориентированных в одном направлении внутри (твердого) материала.Эти домены представляют собой по существу большие области, где кристаллическая структура указывает в определенном направлении, что означает, что отдельные магнитные моменты электронов и атомов также указывают в определенном направлении. Немагниченный кусок железа будет иметь свои домены, указывающие в случайных направлениях, поэтому их магнитные поля по существу компенсируются; намагниченный кусок железа имеет свои домены, выровненные, поэтому их магнитные поля складываются.

Изменение направления, в котором указывает домен, требует энергии, которую можно получить несколькими различными способами (здесь это значительно упрощено).Эта энергия может быть передана, например, посредством механической силы, поэтому падение магнита или удары по нему молотком имеет тенденцию к некоторому его размагничиванию. В магните также наблюдаются тепловые флуктуации, которые ниже температуры Кюри обычно не обладают достаточной энергией, чтобы изменить ориентацию домена. Это изменяется с приложением внешнего магнитного поля, которое увеличивает разницу энергий между доменами, направленными в разные стороны, настолько, что домен самопроизвольно меняет направление из-за нормальных тепловых флуктуаций.Вот почему кусок железа может сохранять постоянный магнетизм после воздействия внешнего поля. Выше температуры Кюри тепловые флуктуации в магните достаточно сильны, чтобы изменить ориентацию домена. При этой температуре ориентация домена беспорядочно колеблется, размагничивая твердое тело.

Напротив, считается, что магнитное поле Земли создается ионной жидкостью во внешнем ядре Земли. Эта жидкость состоит из движущихся положительных и отрицательных зарядов.Движущиеся заряды создают магнитное поле, и считается, что токи в этой жидкости создают магнитное поле Земли. Это все еще очень активная область исследований, поскольку полная динамика таких жидкостей чрезвычайно сложна.

Подводя итог, твердые магниты, о которых вы узнали в средней школе, получают свой магнетизм от выравнивания магнитных диполей. Земля получает свое магнитное поле от движения зарядов.

Магнитные источники в мантии Земли

  • 1.

    Аки, К. и Ричардс, Г. Количественная сейсмология 2-е изд. 700 стр. (University Science Books, 2002).

  • 2.

    Коно, М. (ред.) Трактат по геофизике Vol. 5 . Геомагнетизм 589 стр (Elsevier, 2009).

  • 3.

    Pail, R. et al. Первые модели гравитационного поля GOCE, полученные с помощью трех различных подходов. J. Geod. 85 , 819–843 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 4.

    Stechschulte, V. C. Землетрясение в Японии 29 марта 1928 г. и проблема глубины резкости. Бык. Сейсмол. Soc. Являюсь. 22 , 81–137 (1932).

    Google ученый

  • 5.

    Берковичи Д. и Карато С. Всемантийная конвекция и фильтр для воды в переходной зоне. Природа 425 , 39–44 (2003).

    Артикул Google ученый

  • 6.

    Вайн, Ф. Дж. И Мэтьюз, Д. Х. Магнитные аномалии над океаническими хребтами. Природа 199 , 947–949 (1963).

    Артикул Google ученый

  • 7.

    Bloxham, J. Чувствительность геомагнитного осевого диполя к тепловым взаимодействиям ядро-мантия. Nature 405 , 63–65 (2000).

    Артикул Google ученый

  • 8.

    Merrill, R.T. & McFadden, L. Предположение о геомагнитном поле осевого диполя. Phys. Планета Земля. Интер. 139 , 171–185 (2003).

    Артикул Google ученый

  • 9.

    Finlay, C.C. et al. Международное опорное геомагнитное поле: одиннадцатое поколение. Geophys. J. Int. 183 , 1216–1230 (2010).

    Артикул Google ученый

  • 10.

    Батлер, Р. Ф. Палеомагнетизм 319 стр (Blackwell Scientific Publications, 1992).

  • 11.

    Tauxe, L. Палеомагнитные принципы и практика 314 стр (Springer, 2006).

  • 12.

    Кацура Т., Йонеда А., Ямазаки Д., Йошино Т. и Ито Э. Адиабатический температурный профиль в мантии. Phys. Планета Земля. Интер. 183 , 212–218 (2010).

    Артикул Google ученый

  • 13.

    Nagata, T. Rock Magnetism 350 стр (Марузен, 1961).

  • 14.

    О’Рейли, W. Магнетизм горных пород и минералов 232 стр. (Blackie & Son Limited, 1984).

  • 15.

    Tauxe, L. Палеомагнитные принципы и практика . Современные подходы в геофизике 312 стр. (Kluwer, 1998).

  • 16.

    Гилдер, С.А., ЛеГофф, М., Червин, Ж.-К. И Пейронно, Дж. Магнитные свойства одно- и многодоменного магнетита при давлениях от 0 до 6 ГПа. Geophys. Res. Lett. 31 , L10612 (2004).

    Артикул Google ученый

  • 17.

    Гилдер С. А. и Ле Гофф М. Систематическое увеличение давления намагничивания титаномагнетита. Geophys. Res. Lett. 35 , L10302 (2008).

    Артикул Google ученый

  • 18.

    Купенко И. и др. Магнетизм в холодных погружающихся пластинах на глубинах переходной зоны мантии. Природа 570 , 102–106 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 19.

    Haggerty, S.E. & Sautter, V. Ультраглубокие (более 300 км), ультраосновные ксенолиты верхней мантии. Наука 248 , 993–996 (1990).

    Артикул Google ученый

  • 20.

    Абу-Альджараеш И., Махмуд С. и Насир С. Магнитные исследования ксенолитов нижней коры и верхней мантии северо-востока Иордании. Abhath Al-Yarmouk. Чистая наука. Англ. 2 , 41–54 (1993).

    Google ученый

  • 21.

    Коллерсон, К. Д., Хапугода, С., Камбер, Б. С. и Уильямс, К. Камни из переходной зоны мантии: ксенолиты, содержащие мажорит, из Малаиты, юго-западная часть Тихого океана. Наука 288 , 1215–1223 (2000).

    Артикул Google ученый

  • 22.

    Friedman, S.A. et al. Вклад самой верхней мантии кратона и рифта в магнитные аномалии внутри США. Тектонофизика 624–625 , 15–23 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 23.

    Мартин-Эрнандес, Ф., Ферре, Э. К. и Фридман, С. А. Остаточная намагниченность в свежих ксенолитах, полученная в результате комбинированных экспериментов по размагничиванию: магнитная минералогия, происхождение и значение мантийных источников магнитных аномалий. Тектонофизика 624–625 , 24–31 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 24.

    Блейкли, Р. Дж., Брохер, Т. М. и Уэллс, Р. Е. Магнитные аномалии в зоне субдукции и их значение для гидратированной мантии преддуги. Геология 33 , 445–448 (2005).

    Артикул Google ученый

  • 25.

    Билим, Ф., Акай, Т., Айдемир, А.И Косароглу, С. Глубина точки Кюри, тепловой поток и выработка радиогенного тепла, полученные на основе спектрального анализа аэромагнитных данных для геотермальных исследований на массиве Мендерес и в Эгейском регионе на западе Турции. Геотермия 60 , 44–57 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 26.

    Василевски Дж., Томас Х. и Мэйхью М. А. Мохо как магнитная граница. Geophys. Res.Lett. 6 , 541–544 (1979).

    Артикул Google ученый

  • 27.

    Шайв, Н. Зона Ивреа и намагниченность нижней коры. Тектонофизика 182 , 161–167 (1990).

    Артикул Google ученый

  • 28.

    Василевски Дж. И Мэйхью М. А. Новый взгляд на Мохо как магнитную границу. Geophys. Res. Lett. 19 , 2259–2262 (1992).

    Артикул Google ученый

  • 29.

    Чоппинг, Р. и Кеннетт, Б. Л. Н. Максимальная глубина намагничивания Австралии, ее неопределенность и последствия для глубины Кюри. GeoResJ 7 , 70–77 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 30.

    Gailler, L.-S., Lénat, J.-F. И Блейкли, Р. Дж. Глубина до температуры Кюри или дна магнитных источников в вулканической зоне горячей точки Реюньона. J. Volcanol. Геотерм. Res. 324 , 169–178 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 31.

    Идаррага-Гарсия, Дж. И Варгас, К. А. Глубина до дна магнитного слоя в Южной Америке и ее связь с изотермой Кюри, глубиной Мохо и поведением сейсмичности. Geod. Геодин. 9 , 93–107 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 32.

    Wang, J. & Li, C.-F. Земной магматизм и геотермальное состояние литосферы западной части Северной Америки и их значение для магнитной мантии. Тектонофизика 638 , 112–125 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 33.

    van der Meijde, M. & Pail, R. Влияние неопределенностей гравитационной модели GOCE на оценки толщины земной коры. Geophys. J. Int. 221 , 1226–1231 (2020).

    Артикул Google ученый

  • 34.

    Фриш Т. Изменение хромшпинелида в дунитовых конкрециях Лансароте, Канарские острова. Lithos 4 , 83–91 (1971).

    Артикул Google ученый

  • 35.

    Эванс, Б. В. и Фрост, Б. Р. Хромоспайн1 в прогрессирующем метаморфизме — предварительный анализ. Геохим. Космохим. Acta 39 , 959–972 (1975).

    Артикул Google ученый

  • 36.

    Блисс, Н. У. и Маклин, У. Х. Парагенезис зонального хромита из центральной Манитобы. Геохим. Космохим. Acta 39 , 973–990 (1976).

    Артикул Google ученый

  • 37.

    Hess, H. H. в Petrologic Studies: A Volume in Honor A. F. Buddington (eds Engel, A. E. J., James, H.Л. и Леонард Б.Ф.) 599–620 (Лондонское геологическое общество, 1962).

  • 38.

    Кристенсен Н. И. Обилие серпентинитов в океанической коре. J. Geol. 80 , 709–719 (1972).

    Артикул Google ученый

  • 39.

    Факсенда, М., Герия, Т. В. и Бурлини, Л. Глубокая гидратация плиты, вызванная изменениями тектонического давления, связанными с изгибом. Nat. Geosci. 2 , 790–793 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 40.

    Abily, B., Ceuleneer, G. & Launeau, P. Синмагматические нормальные разломы в нижней части океанической коры: свидетельства офиолитов Омана. Геология 39 , 391–394 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 41.

    Детрик Р. С., Уайт Р. С. и Парди Г. М. Строение земной коры зон разломов Северной Атлантики. Rev. Geophys. 31 , 439–458 (1993).

    Артикул Google ученый

  • 42.

    Паркинсон, К. Размещение офиолита Восточного Сулавеси: свидетельства по субофиолитовым метаморфическим породам. J. Asian Earth Sci. 16 , 13–28 (1998).

    Артикул Google ученый

  • 43.

    Аркани-Хамед Дж. Остаточная намагниченность верхней мантии океана. Geophys. Res. Lett. 15 , 48–51 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 44.

    Tivey, M. et al. Подводное исследование западного пересечения Срединно-Атлантического хребта и зоны разлома Кейн (WMARK). Mar. Geophys. Res. 20 , 195–218 (1998).

    Артикул Google ученый

  • 45.

    Tominaga, M. et al. Характеристика магнитной архитектуры in situ океанической коры (глубина Гесса) с использованием векторных магнитных данных вблизи источника. J. Geophys. Res. Твердая Земля 121 , 4130–4146 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 46.

    Хаггерти, С. Э. и Тофт, Б. Самородное железо в континентальной нижней коре: петрологические и геофизические последствия. Наука 229 , 647–649 (1985).

    Артикул Google ученый

  • 47.

    Toft, B. & Haggerty, S.E. Предельная глубина намагничивания в кратонной литосфере. Geophys. Res. Lett. 15 , 530–533 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 48.

    Печерский Д.М. и Геншафт Ю.С. Петромагнетизм континентальной литосферы и происхождение региональных магнитных аномалий: обзор. Русский J. Earth Sci. 3 , 1–36 (2001).

    Артикул Google ученый

  • 49.

    Печерский Д. М. и Геншафт Ю. С. Петромагнетизм континентальной коры: резюме исследований 20-го века. Phys. Твердая Земля 38 , 4–36 (2002).

    Google ученый

  • 50.

    Канил Д., Вирго Д. и Скарф К. М. Состояние окисления мантийных ксенолитов из Британской Колумбии, Канада. Contrib. Минеральная. Бензин. 104 , 453–462 (1990).

    Артикул Google ученый

  • 51.

    Кисеева Е.С. и др. Окисленное железо в гранатах переходной зоны мантии. Nat. Geosci. 11 , 144–147 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 52.

    Уорнер Р. Д. и Василевски Дж. Магнитная петрология ксенолитов нижней коры и верхней мантии из пролива Мак-Мердо, Антарктида. Тектонофизика 249 , 69–92 (1995).

    Артикул Google ученый

  • 53.

    Уорнер Р. Д. и Василевски Дж. Магнитная петрология дуговых ксенолитов Японии и Алеутских островов. J. Geophys. Res. 102 , 20225–20243 (1997).

    Артикул Google ученый

  • 54.

    Alva-Valdivia, L.M. et al. Палеомагнитные и магнитные исследования ткани Игнимбрита Сан-Гаспар, западная Мексика — ограничения на режим размещения и выходы источников. J. Volcanol. Геотерм. Res. 147 , 68–80 (2005).

    Артикул Google ученый

  • 55.

    Пирсон, Д. Г., Канил, Д. и Ширей, С. Б. в Трактат по геохимии Vol. 2 (ред. Карлсон, Р. В.) 171–276 (Elsevier, 2003).

  • 56.

    Аль-Малабех А., Эль-Хасан Т. и Латайфе М. Геохимические, петрографические и магнитные характеристики ксенолитов мантии шпинелевых лерцолитов из вулкана Джебель Ремах, Иордания. Am. J. Appl. Sci. 6 , 1308–1312 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 57.

    Ferré, E.C. et al. Магнетизм мантийных ксенолитов и потенциальные последствия для магнитных источников к югу от Мохо. Geophys. Res. Lett. 40 , 105–110 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 58.

    Ferré, E.C. et al. Восемь веских причин, почему самая верхняя мантия может быть магнитной. Тектонофизика 624–625 , 3–14 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 59.

    Li, Z., Zheng, J., Zeng, Q., Liu, Q. & Griffin, WL Магнитная минералогия пироксенитовых ксенолитов из базальтов Ханнуоба, север Северо-Китайского кратона: последствия для магнетизма в континентальной нижней части. корочка. J. Geophys. Res. Твердая Земля 119 , 806–821 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 60.

    Knafelc, J. et al. Влияние окисления на минералогические и магнитные свойства оливина. Am. Минеральная. 104 , 694–702 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 61.

    Брюстер Д. и О’Рейли У. Магнитные свойства синтетических аналогов измененных оливинов магматических пород. Geophys. J. 95 , 421–432 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 62.

    Никсон, Х. (ред.) Ксенолиты мантии 844 стр (Wiley, 1987).

  • 63.

    Карлсон Р. У. Мантия и ядро ​​ 608 стр (Elsevier, 2007).

  • 64.

    Demouchy, S., Jacobsen, S.D., Gaillard, F. & Stern, C.R. Быстрый подъем магмы, зарегистрированный профилями диффузии воды в мантийном оливине. Геология 34 , 429–432 (2006).

    Артикул Google ученый

  • 65.

    Пелье, А. Х., Бизимис, М. и Матни, М. Нарушение равновесия воды в оливинах из гавайских перидотитов: недавний метасоматоз, диффузия водорода и скорость подъема магмы. Геохим. Космохим. Acta 154 , 98–117 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 66.

    Сен, Г. и Джонс, Р. Э. Выделенные силикатные и оксидные фазы из клинопироксенов в единственном гавайском ксенолите: последствия для степени окисления верхней гавайской мантии. Геология 16 , 69–72 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 67.

    Друри М. Р. и ван Рурмунд Х. Л. М. Метасоматическое происхождение богатых Fe-Ti многофазных включений в оливине из кимберлитовых ксенолитов. Геология 16 , 1035–1038 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 68.

    Drury, M. R. & van Roermund, H.Л.М. Ответ на комментарий Р.Л. Хервига «Метасоматическое происхождение Fe-Ti-богатых многофазных включений в оливине из кимберлитовых ксенолитов». Геология 17 , 676–677 (1989).

    Google ученый

  • 69.

    Хервиг Р.Л. Комментарий к «Метасоматическому происхождению многофазных включений с высоким содержанием железа и титана в оливине из кимберлитовых ксенолитов». Геология 17 , 675–676 (1989).

    Артикул Google ученый

  • 70.

    Нил, К. Р., Хаггерти, С. Э. и Сауттеран, В. Минеральные составы «майорита» и «силикатного перовскита» в ксенолитах Малаиты. Наука 292 , 1015 (2001).

    Артикул Google ученый

  • 71.

    Alard, O. et al. Богатый летучими веществами метасоматоз в ксенолитах Монферье (юг Франции): влияние на обилие халькофильных и высокосидерофильных элементов в субконтинентальной мантии. J. Petrol. 52 , 2009–2045 (2001).

    Артикул Google ученый

  • 72.

    Самара, Г. А. и Джардини, А. А. Влияние давления на температуру Нееля магнетита. Phys. Ред. 186 , 577–580 (1969).

    Артикул Google ученый

  • 73.

    Schult, A. Влияние давления на температуру Кюри титаномагнетитов [(1 — x) · Fe 3 O 4 — x · TiFe 2 O 4 ]. Планета Земля. Sci. Lett. 10 , 81–86 (1970).

    Артикул Google ученый

  • 74.

    Волк, М. В. Р. и Файнберг, Дж. М. Доменное состояние и температурная зависимость остаточной намагниченности под давлением в синтетическом магнетите: последствия для перемагничивания земной коры. Geochem. Geophys. Геосист. 20 , 2473–2483 (2019).

    Google ученый

  • 75.

    Идоко, К. М., Кондер, Дж. А., Ферре, Э. К. и Филиберто, Дж. Потенциальный вклад литосферной мантии в длинноволновые магнитные аномалии. Phys. Планета Земля. Интер. 292 , 21–28 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 76.

    Facer, J., Downes, H. & Beard, A. Серпентинизация in situ и метасоматоз гидрофлюидов в ксенолитах шпинелевых дунитов из гор Медвежья Лапа, Монтана, США. J. Petrol. 50 , 1443–1475 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 77.

    Холл Д. Х. Длинноволновые аэромагнитные аномалии и глубокая намагниченность земной коры в Манитобе и северо-западном Онтарио, Канада. J. Geophys. 40 , 403–430 (1974).

    Google ученый

  • 78.

    Крутиховская З., Пашкевич И. Длинноволновые магнитные аномалии как источник информации о глубинном строении земной коры. J. Geophys. 46 , 301–317 (1979).

    Google ученый

  • 79.

    Dunlop, D. J. & Kletetschka, G. Многодоменный гематит: источник планетарных магнитных аномалий? Geophys. Res. Lett. 28 , 3345–3348 (2001).

    Артикул Google ученый

  • 80.

    Гилдер, С. А. и ЛеГофф, М. в «Достижения в области технологий высокого давления для геофизических приложений» (ред. Чен, Дж., Ван, Ю., Даффи, Т. С., Шен, Г., Добржинецкая, Л. Ф.) 315–335 (Elsevier, 2005).

  • 81.

    Джексон, М., Московиц, Б., Розенбаум, Дж. И Киссель, К. Полевая зависимость восприимчивости к переменному току в титаномагнетитах. Планета Земля. Sci. Lett. 157 , 129–139 (1998).

    Артикул Google ученый

  • 82.

    Dunlop, D. J. & Özdemir, Ö. Рок-магнетизм. Основы и границы . Кембриджские исследования в области магнетизма 573 стр (Cambridge Univ. Press, 1997).

  • 83.

    Хант, К. П., Московиц, Б. М. и Банерджи, С. К. в книге « Rock Physics & Phase Relations: A Handbook of Physical Constants» (изд. Аренс, Т. Дж.) 189–204 (Американский геофизический союз, 1995).

  • 84.

    Özdemir, Ö. И Данлоп, Д. Дж. Гистерезис и коэрцитивность гематита. J. Geophys. Res. Твердая Земля 119 , 2582–2594 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 85.

    Мартин-Эрнандес, Ф. и Гарсия-Эрнандес, М. М. Магнитные свойства и константа анизотропии монокристаллов гетита при насыщении сильных полей. Geophys. J. Int. 181 , 756–761 (2010).

    Google ученый

  • 86.

    Woodland, AB, Frost, DJ, Trots, DM, Klimm, K. & Mezouar, M. Наблюдение на месте разложения магнетита (Fe 3 O 4 ) до Fe 4 O 5 и гематит при высоких давлениях и температурах. Am. Минеральная. 97 , 1808–1811 (2012).

    Артикул Google ученый

  • 87.

    Uenver-Thiele, L., Woodland, AB, Seitz, H.-M., Downes, H. & Altherr, R. Метасоматические процессы, выявленные микроэлементными и окислительно-восстановительными сигнатурами литосферной мантии под массивом Центральный, Франция. J. Petrol. 58 , 395–422 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 88.

    Овсянников С.В. и др. Переход заряд-порядок в оксиде железа Fe 4 O 5 с участием образования конкурирующих димеров и тримеров. Nat. Chem. 8 , 501–508 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 89.

    Спектор А. и Грант Ф. С. Статистические модели для интерпретации аэромагнитных данных. Геофизика 35 , 293–302 (1970).

    Артикул Google ученый

  • 90.

    Бхаттачарья, Б. К. и Леу, Л.-К. Анализ магнитных аномалий над Йеллоустонским национальным парком: картографирование изотермической поверхности точки Кюри для геотермической разведки. J. Geophys. Res. 80 , 4461–4465 (1975).

    Артикул Google ученый

  • 91.

    Bhattacharyya, B. K. & Leu, L. Спектральный анализ гравитационных и магнитных аномалий, вызванных прямоугольными призматическими телами. Геофизика 42 , 41–50 (1977).

    Артикул Google ученый

  • 92.

    Окубо, Ю., Граф, Р. Дж., Хансен, Р. О., Огава, К. и Цу, Х. Глубины точки Кюри на острове Кюсю и прилегающих районах, Япония. Геофизика 50 , 481–494 (1985).

    Артикул Google ученый

  • 93.

    Рават, Д. в Энциклопедия геомагнетизма и палеомагнетизма (ред. Губбинс Д.И Эрреро-Бервера Э.) 140–144 (Springer, 2007).

  • 94.

    Рават Д., Уэйлер К. А., Пилкингтон М., Сабака Т. и Пурукер М. Совместимость высотных аэромагнитных и спутниковых магнитных аномалий над Канадой. Геофизика 67 , 546–554 (2002).

    Артикул Google ученый

  • 95.

    Лангель Р. А. и Хинце У. Дж. Магнитное поле литосферы Земли: спутниковая перспектива 450 стр. (Cambridge Univ.Press, 1998).

  • 96.

    Сабака Т. Дж., Олсен Н. и Лангел Р. А. Комплексная модель околоземного магнитного поля спокойного времени: фаза 3. Geophys. J. Int. 151 , 32–68 (2002).

    Артикул Google ученый

  • 97.

    Ravat, D. et al. Предварительная сетка полного спектра магнитных аномалий США с улучшенными длинными волнами для изучения динамики континентов: веб-сайт для распространения данных.Отчет в открытом виде за 2009-1258 https://doi.org/10.3133/ofr200 (2009).

  • 98.

    Минти Б. Р., Миллиган Р., Луендык Т. и Макки Т. Объединение аэромагнитных съемок в компиляции континентального масштаба. Геофизика 68 , 988–995 (2003).

    Артикул Google ученый

  • 99.

    Миллиган, П., Минти, Б., Ричардсон, М. и Франклин, Р. Аэрогеофизические исследования всей Австралии — точное магнитное покрытие континентов. ASEG Ext. Abstr. 2009 , 1–9 (2009).

    Google ученый

  • 100.

    Грегоцкий М. Э., Йенсен О. и Аркани-Хамед Дж. Фрактальное стохастическое моделирование аэромагнитных данных. Геофизика 56 , 1706–1715 (1991).

    Артикул Google ученый

  • 101.

    Пилкингтон М. и Тодоешук Дж. П. Фрактальная намагниченность континентальной коры. Geophys. Res. Lett. 20 , 627–630 (1993).

    Артикул Google ученый

  • 102.

    Маус, С. и Димри, В. Масштабирующие свойства потенциальных полей из-за масштабных источников. Geophys. Res. Lett. 21 , 891–894 (1994).

    Артикул Google ученый

  • 103.

    Маус, С. и Димри, В. Инверсия спектра мощности потенциального поля для масштабирования геологии. J. Geophys. Res. Твердая Земля 100 , 12605–12616 (1995).

    Артикул Google ученый

  • 104.

    Маус, С. и Димри, В. Оценка глубины на основе масштабного спектра мощности потенциальных полей? Geophys. J. Int. 124 , 113–120 (1996).

    Артикул Google ученый

  • 105.

    Fedi, M., Quarta, T. & De Santis, A.Собственное степенное поведение спектров мощности магнитного поля от ансамбля Спектора и Гранта. Геофизика 62 , 1143–1150 (1997).

    Артикул Google ученый

  • 106.

    Бансал, А. Р., Габриэль, Г., Димри, В. П. и Кравчик, К. М. Оценка глубины до дна магнитных источников с помощью модифицированного метода центроидов для фрактального распределения источников: приложение к аэромагнитным данным в Германии. Геофизика 76 , L11 – L22 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 107.

    Maus, S., Gordon, D. & Fairhead, D. Оценка глубины температуры Кюри с использованием самоподобной модели намагничивания. Geophys. J. Int. 129 , 163–168 (1997).

    Артикул Google ученый

  • 108.

    Maus, S. et al. EMAG2: Сетка магнитных аномалий Земли с разрешением 2 угл. Мин., Составленная на основе спутниковых, воздушных и морских магнитных измерений. Geochem. Geophys. Геосист. 10 , Q08005 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 109.

    Булиганд, К., Глен, Дж. М. Г. и Блейкли, Р. Дж. Отображение глубины температуры Кюри на западе США с помощью фрактальной модели намагниченности земной коры. J. Geophys. Res. 114 , B11104 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 110.

    Блейкли, Р. Дж. Анализ изотермы температуры Кюри и тектонические последствия аэромагнитных данных из Невады. J. Geophys. Res. Твердая Земля 93 , 11817–11832 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 111.

    Росс, Х. Э., Блейкли, Р. Дж. И Зобак, М. Д. Тестирование использования аэромагнитных данных для определения глубины Кюри в Калифорнии. Геофизика 71 , 51–59 (2006).

    Артикул Google ученый

  • 112.

    Salem, A. et al. Глубина до температуры Кюри в центральной части Красного моря по магнитным данным с использованием метода де фракталов. Тектонофизика 624-625 , 75–86 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 113.

    Рават Д., Морган П. и Лоури А. Р. Геотермы на основе решений одномерного стационарного уравнения теплового потока с ограничениями по температуре и глубине. Геосфера 12 , 1187–1197 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 114.

    Dunlop, D. J., Özdemir, Ö. И Костанцо-Альварес. Магнитные свойства горных пород поднятия Капускасинг (Онтарио, Канада) и происхождение длинноволновых магнитных аномалий. Geophys. J. Int. 183 , 645–658 (2010).

    Артикул Google ученый

  • 115.

    Пилкингтон М. и Персиваль Дж. А. Намагниченность земной коры и длинноволновые аэромагнитные аномалии блока Минто, Квебек. J. Geophys. Res. Твердая Земля 104 , 7513–7526 (1999).

    Артикул Google ученый

  • 116.

    Леви, Ф., Жопарт, К., Марешаль, Дж. К., Бьенфе, Г. и Лимаре, А. Низкий тепловой поток и большие колебания толщины литосферы в Канадском щите. J. Geophys.Res. 115 , B06404 (2010).

    Google ученый

  • 117.

    Чулик, Г. С. и Муни, В. Д. Сейсмическая структура коры и верхней мантии Северной Америки и прилегающих океанических бассейнов: синтез. Бык. Сейсмол. Soc. Являюсь. 92 , 2478–2492 (2002).

    Артикул Google ученый

  • 118.

    Шапиро, Н. М., Ритцволлер, М.Х., Марешаль, Дж. К. и Яупарт, К. Структура литосферы Канадского щита, полученная в результате инверсии дисперсии поверхностных волн с термодинамическими априорными ограничениями. Геол. Soc. Лондонский спец. Publ. 239 , 175–194 (2004).

    Артикул Google ученый

  • 119.

    Вервелиду Ф. и Тебо Э. Глобальные карты магнитной толщины и намагниченности литосферы Земли. Земля Планеты Космос 67 , 173 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 120.

    Кеннетт, Б. Л. Н., Салмон, М., Сайгин, Э. и Груп, А. В. АусМохо: изменение глубины Мохо в Австралии. Geophys. J. Int. 187 , 946–958 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 121.

    Салмон, М., Кеннет, Б. Л. Н., Стерн, Т. и Эйткен, А. Р. А. Мохо в Австралии и Новой Зеландии. Тектонофизика 609 , 288–298 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 122.

    Arkani-Hamed, J. & Strangway, D. W. Интерпретация магнитных сигнатур зон субдукции, обнаруженных MAGSAT. Тектонофизика 133 , 45–55 (1987).

    Артикул Google ученый

  • 123.

    Финн, К. Аэромагнитные свидетельства захороненной магматической дуги раннего мелового периода, северо-восток Японии. J. Geophys. Res. Твердая Земля 99 , 22165–22185 (1994).

    Артикул Google ученый

  • 124.

    Кампос-Энрикес, Дж. О., Эспиноза-Кардена, Дж. М. и Оксум, Э. Контроль субдукции на изотерме Кюри вокруг границы Тихоокеанской и Северной Америки плит на северо-западе Мексики (Калифорнийский залив). Предварительные результаты. J. Volcanol. Геотерм. Res. 375 , 1–17 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 125.

    Аркани-Хамед, Дж. И Стрэнгуэй, Д. У. Магнитные аномалии Земли среднего масштаба. Геофизика 50 , 2817–2830 (1985).

    Артикул Google ученый

  • 126.

    Кларк, С. К., Фрей, Х. и Томас, Х. Х. Спутниковые магнитные аномалии над зонами субдукции: аномалия Алеутской дуги. Geophys. Res. Lett. 12 , 41–44 (1985).

    Артикул Google ученый

  • 127.

    Шлингер, К. М. Намагничивание нижней коры и интерпретация региональных магнитных аномалий: пример из Лофотенских островов и Вестеролен, Норвегия. J. Geophys. Res. Твердая Земля 90 , 11484–11504 (1985).

    Артикул Google ученый

  • 128.

    Уильямс, С. Э. и Габбинс, Д. Происхождение длинноволновых магнитных аномалий в зонах субдукции. J. Geophys. Res. Твердая Земля 124 , 9457–9473 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 129.

    Саад, А. Х. Магнитные свойства ультраосновных пород из Красной горы, Калифорния. Геофизика 34 , 974–987 (1969).

    Артикул Google ученый

  • 130.

    Василевски Дж. В Mantle Xenoliths (изд. Никсон, П. Х.) 577–588 (Wiley, 1987).

  • 131.

    Klein, F. et al.Магнетит в серпентините морского дна — Некоторым нравится горячее. Геология 42 , 135–138 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 132.

    Лекуйе, К. и Рикар, Ю. Долгосрочные потоки и бюджет трехвалентного железа: последствия для окислительно-восстановительных состояний мантии и атмосферы Земли. Планета Земля. Sci. Lett. 165 , 197–211 (1999).

    Артикул Google ученый

  • 133.

    Dobson, D. P. и Brodholt, J. P. Субдуцированные пластинчатые железные образования как источник зон сверхнизких скоростей на границе ядро-мантия. Природа 434 , 371–374 (2005).

    Артикул Google ученый

  • 134.

    Быкова Е. и др. Сложность конструкции простого Fe 2 O 3 при высоких давлениях и температурах. Nat. Commun. 7 , 10661 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 135.

    Фукао Ю., Обаяси М. и Накакуки Т. Застойная плита: обзор. Annu. Преподобный «Планета Земля». Sci. 37 , 19–46 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 136.

    Габбинс Д. и Эрреро-Бервера Э. (ред.) Энциклопедия геомагнетизма и палеомагнетизма 250 (Springer, 2007).

  • 137.

    Козленко Д. П. и др. Магнитные и электронные свойства магнетита через аномалию высокого давления. Sci. Отчетность 9 , 4464 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 138.

    Xu, W., Machavariani, G. Y., Rozenberg, G. K., Pasternak, M. Mössbauer и исследования сопротивления магнитных и электронных свойств фазы высокого давления Fe 3 O 4 . Phys. Ред. B 70 , 174106 (2004).

    Артикул Google ученый

  • 139.

    Hamada, M. et al. Магнитные и спиновые переходы в вюстите: синхротронное мессбауэровское спектроскопическое исследование. Phys. Ред. B 93 , 155165 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 140.

    Hu, Q. et al. Дегидрирование гетита в глубокой нижней мантии Земли. Proc. Natl Acad. Sci. США 114 , 1498–1501 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 141.

    Ishii, T., Uenver-Thiele, L., Woodland, AB, Alig, E. & Boffa Ballaran, T. Синтез и кристаллическая структура Mg-содержащего Fe 9 O 11 : Новое понимание сложности Оксиды Fe-Mg в условиях глубокой верхней мантии. Am. Минеральная. 103 , 1873–1876 (2018).

    Google ученый

  • 142.

    Koemets, E. et al. Неустойчивость FeOOH в условиях нижней мантии. Препринт по адресу arXiv https: // arxiv.org / abs / 1908.02114 (2019).

  • 143.

    Lavina, B. et al. Открытие извлекаемого оксида железа высокого давления Fe 4 O 5 . Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 17281–17285 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 144.

    Лавина Б. и Мэн Ю. Раскрытие сложности оксидов железа при высоком давлении и температуре: Синтез Fe 5 O 6 . Sci. Adv. 1 , e1400260 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 145.

    Sinmyo, R. et al. Открытие Fe 7 O 9 : новый оксид железа со сложной моноклинной структурой. Sci. Отчет 6 , 32852 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 146.

    Ouabego, M. et al. Рок-магнитное исследование возможных источников магнитной аномалии Банги. Phys. Планета Земля. Интер. 224 , 11–20 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 147.

    Launay, N., Quesnel, Y., Rochette, P. & Demory, F. Железные образования как источник аномалии магнитной коры Западной Африки. Фронт. Науки о Земле. 6 , 32 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 148.

    McEnroe, S.A., Робинсон, П., Черч, Н. и Пурукер, М. Магнетизм на глубине: вид из древней континентальной зоны субдукции и столкновения. Geochem. Geophys. Геосист. 19 , 1123–1147 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 149.

    Olsen, N., Ravat, D., Finlay, C.C. и Kother, L.K. LCS-1: глобальная модель литосферного магнитного поля с высоким разрешением, полученная из спутниковых наблюдений CHAMP и Swarm. Geophys. J. Int. 211 , 1461–1477 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 150.
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.