Эволюция магнитного поля Земли

Эволюция магнитного поля Земли

Основные  черты геодинамо стали известны ещё в 1950-х годах. Под влиянием вращения Земли и тепловых процессов расплавленное железо течёт во внешнем ядре, при это взаимодействуя с магнитным полем. В результате чего генерируется электрический ток. Возникший ток также усиливает магнитное поле Земли. Геодинамо – самоподдерживающийся механизм.

Изменение магнитного поля Земли происходит в  периоде примерно в десятилетие: ослабевает на 1%, а в некоторых  местах земной поверхности и поворачивается на 1 градус.

Первое  исследование магнитного поля Земли  относится к 1600 году, когда Уильям Гилберт опубликовал свой тракт  «О магнитах». Эдмунд Галлей – попытка составить карту магнитного склонения.

1980 году  – спутник MAGSAT, собравший достаточно огромное количество данных высокого качества. Габбинз начал анализировать данные измерений магнитного поля Земли. Также Кэйти Уэйлер, Кен Хатчинсон, Эндрю Джэксон присоединились к работе. В результате была получена последовательность данных магнитного поля на поверхности Земли продолжительностью 380 лет. Дипольное магнитное поле.

МПЗ может  быть представлено искривлёнными силовыми линиями выходит из Земли у Южного полюса и входит у Северного. Касательная к силовой линии определяет направление магнитной силы. , а густота силовых линий – напряжённость поля.

1983 год  – построение наиболее простой  карты поля на поверхности  ядра по измерениям на поверхности  планеты. Поле на поверхности  ядра отличается от дипольного.

Аномалии, влияющие на распределение магнитного поля, расположенные вблизи полярных районов. Они имеют тот же диаметр, что и проекция внутреннего ядра на поверхность внешнего. Работы Фридриха Г. Бюссе и его коллег по Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе в 1973 году говорят о том, что у полюсов вращения внутренней сферы поток жидкого вещества слабый, во внешнем ядре течение жидкости сходно, то можно ожидать, что поле у полюсов слабее.

Четыре  аномалии – это вершина и основание  двух столбов жидкости, касающиеся внутреннего ядра (возможно даже и  третий) и параллельны оси вращения Земли. Жидкость опускается по спирали  и создаёт динамо, концентрирующее  магнитное поток внутри столбов. (По верности гипотезы можно связать  между собой картину течения  жидкого вещества во внешнем ядре и картину поля на границе ядра и мантии)

Эта теория не объясняет вековые вариации и  западный дрейф. 1950 год – Эдвард Буллард и его коллеги из Кембриджа выдвинули предположение, что вещество ядра движется на запад относительно коры и мантии под действием электромагнитных сил.

Вторая  гипотеза, Раймонда Хайда и Британского метеорологического бюро, утверждает, что западный дрейф возникает благодаря волновому движению жидкости в ядре.

Из теории Булларда следует, что западный дрейф должен наблюдаться повсеместно, однако данные указывают на то, что это явление характерное главным образом для «атлантического» полушария. Теория Хайда может оказаться правильной, но тогда требуется объяснить, почему волны жидкого железа отсутствуют в тихоокеанском полушарии.

Жан-Луи  ле Муэль и его коллеги по Обсерватории Института физики Земли в дю-Пюи-де-Дом, Клермони ферран (франция), обнаружили, что течение можно определить, если оно обусловлено равновесием эффектов вращения и давления. Уэйлер и Дэвид Ллойд из Кембриджа показали, что течение можно определить в тех областях вблизи поверхности ядра, где отсутствуют восходящие или нисходящие движения жидкого вещества.

В 1958 году – Эдвард Буллард впервые разработал модель образования неоднородностей поля в ядре. Он считал, что магнитный поток выходит в ядро и выходит из него в тех случаях, когда циркулирующее вещество поднимается из глубины ядра к его поверхности. Восходящая жидкость создаёт область повышенных значений потока и ярко выраженную область обратного потока – комбинацию, называемую по аналогии с солнечными пятнами ядерным пятном. Некоторые структуры поля движутся и образуются быстро, а другие стационарны. 1967 год – Хайд высказал предположение, что на течение жидкого вещества на поверхности ядра могут оказывать воздействие перевёрнутые «горы», проникающие из мантии в ядро и влияющие примерно так же, как обычные горы на погоду.

В настоящее  время геофизики готовы к тому, чтобы построить более полную теорию геомагнетизма. Дальнейшие исследовании потребуют непрерывного потока наблюдений.