Вековые вариации направления главного магнитного поля Земли

0
644

Исследование «вековых» вариаций направления главного магнитного поля Земли показало, что они являются нормой его состояния (а не отклонением от нормы) с главным периодом порядка 600 лет, хотя тем не менее имеются периоды как порядка 1000 лет, так и 350 лет и даже более короткие. Эти «вековые» вариации, так же как и более короткие возмущения направления магнитного поля («шумы»), связываются с указанными процессами на границе жидкого ядра и мантии. В результате палео-магнитных исследований было установлено, что за последние 1000 млн. лет величины напряженности магнитного поля Земли и его магнитного момента в целом оставались на уровне одного порядка. Имеющие место их изменения в различные геологические эпохи не закономерны, так же как отсутствует какая-либо систематичность в частоте инверсии магнитного поля Земли и в продолжительности существования поля одного знака. Результаты этих исследований позволили в 1970 г. Г. Н. Петровой и А. Н. Храмову прийти к выводу, что за последние 1000 млн. лет внутреннее ядро могло увеличиться за счет осаждения железа не более чем на 10 %.

В то же время на основании установленного западного направления дрейфа магнитного поля со скоростью порядка 0,23° в год сделан вывод об отставании скорости вращения ядра от таковой мантии под воздействием электромагнитного торможения ядра со стороны последней, а не под влиянием тормозящего действия приливов, как считалось ранее. Однако Г. Барта в 1964 г.на основании предположения неоаксиальности твердого ядра по отношению к жидкому приходит к заключению о неустойчивости такого твердого неоаксиального вращающегося ядра и возникновении гравитационных, приливных и тепловых вековых изменений в процессе достижения им устойчивого состояния.

Предлагаемая модель формирования Земли и ее ядра позволяет допустить, что при плавлении вещества внешнего ядра  плотность его снижается примерно на 5% . Известно, что образование железо-кремниевых сплавов, так же как и железа с углеродом и серой, ведет к понижению их плотности. Возможно, подобное явление имело место на определенной стадии развития внешнего ядра, приводя, как следствие, к образованию мощного магнитного поля Земли, например, по механизму динамо Э. Булларда. В этом случае нет необходимости для образования геомагнитного динамо обращаться к флуктуациям при распределении вихрей жидкого ядра, предложенным в 1969 г. Е. Паркером, ибо динамо будет осуществляться процессом «прокручивания» ядра (с его неоднородностями как по вертикали, так и по горизонтали, что допускается моделью его полихронно-гетерогенной акреции). Более того, можно предположить, что частичное расплавление металла на стадии продолжавшейся аккреции нижней мантии  происходило в условиях литостатического давления, которое было намного меньше современного (возможно, даже меньше 5-1010 Па). По-видимому, разогревание внутреннего ядра под воздействием теплоты внешнего приводило к постепенному, но закономерному увеличению его объема. Это заключение подтверждается, в частности, данными Д. Л. Андерсона о выявляемых и другими исследователями во внутреннем ядре неоднородностях, которые находят объяснение в проплавлении его вещества. Такое явление неизбежно в силу высокой теплопроводности железо-никелевого сплава. И только принятие допущения о существовании переходной зоны, обогащенной изначально силикатным материалом, поможет понять, почему внутреннее ядро до сих пор не перешло в пластичное состояние. Однако неизбежное повышение его температуры должно приводить к расширению и внутреннего ядра и, как следствие, к общему повышению объема всего ядра в целом. А это явление, совершающееся постепенно, но неуклонно, должно было приводить к уменьшению скорости «проскальзывания» ядра относительно нижней мантии в процессе постоянно действующих центробежных сил вращения Земли. Исходя из механизма геомагнитного динамо, это должно приводить к ослаблению общего магнитного поля Земли, что и имеет место в ее истории.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ