Карта нормального магнитного поля

Астрономический портал www.galactic.name: карта звездного неба. Учебные работы по астрономии: Магнитное поле Земли.  "Толщина" магнитного поля в этом районе не превышает трети от "нормальной".

Горный инженер-геолог Геннадий Александрович ШМОНОВ за многие годы своей профессиональной деятельности прошёл все этапы геологоразведочных работ — от геологической съёмки местности до участия в разработке месторождений, побывав в Сибири, Казахстане, Западной Европе. В последнее время им выдвигается совершенно новый взгляд на структуру магнитного поля Земли (МПЗ), а именно: двуглавость северного магнитного полюса и многоточечность южного. По мнению автора, некорректно использовать палеомагнитные данные для доказательства известной уже более ста лет идеи раздвижения континентов, то есть широко известной концепции тектоники плит. Она, возможно, неверна.
Земной магнетизм - одно из удивительных явлений природы. И хотя человечество начало использовать в качестве компаса «магнитный камень» задолго до начала нашей эры, до сих пор вскрываются всё новые и новые свойства магнитного поля нашей планеты.
На современном этапе официальная наука рассматривает магнитное поле Земли (МПЗ) как поле, образованное геоцентрическим диполем цилиндрической формы размером порядка 4000 км в длину и 200 км в диаметре с одним северным и одним южным полюсами, а также пятью- шестью радиальными диполями - материковыми магнитными аномалиями. Ось диполя наклонена к оси вращения Земли под углом 11,5°. В 1980 году магнитный полюс Северного полушария, то есть северный магнитный полюс (СМП), находился в точке с координатами 76,8° с. ш. и 102° з. д.; магнитный полюс Южного полушария, то есть южный магнитный полюс (ЮМП), - в точке 65° ю.ш. и 139°в. д. Полюса незначительно перемещаются. Среднее их положение за период около 10 тысяч лет близко к положению географических полюсов
1, а среднее положение магнитной оси диполя совпадает с положением оси вращения земного шара. Кроме того, периодически происходит переполюсовка диполя, так называемая инверсия магнитного поля, то есть за весьма короткий промежуток времени (тысячи лет) северный полюс становится южным, южный - северным.
Рис. 1. Карта изогон нормального МПЗ для эпохи 1975г. (по Яновскому, 1978). Цифры у изогон даны в градусах
Задача данной работы - показать, что:
— в настоящее время существуют два северных магнитных полюса: северо-западный (СЗМП) и северо-восточный (СВМП);
— ЮМП - одноглав, но имеет не точечную, а многоточечную, вытянутую в запад-северо-западном направлении форму, длиною более тысячи км;
— такая форма полюсов обусловлена Y-образной формой электромагнитного (магнитного?) диполя, несколько изогнутого в средней своей части; естественно, материковые аномалии отсутствуют;

координатам (аДTa), представляющим собой проекцию вектора Тa на направление нормального магнитного поля Земли  Например, на рис. 2.2.1 приведена карта эпохи 1980 г. Полная напряженность магнитного поля Земли для эпохи 1980 г.

— магнитные полюса перемещаются по поверхности планеты весьма существенно;
— инверсия магнитного поля Земли не более, чем одна из гипотез, объясняющих обратное намагничивание пород.
Работая над проблемой магнитного поля Земли, автор использовал материалы, известные всем магнитологам: карты МПЗ разных эпох и различных составителей, результаты наблюдений мировой сети магнитных станций за элементами МПЗ, научно-техническую литературу. Кроме того, проводились простейшие опыты с магнитными компасами, магнитами и электромагнитами, железными опилками, швейными иголками и т.п. То есть данная работа - это результат лишь другого подхода к интерпретации магнитных и палеомагнитных наблюдений, известных широкому кругу специалистов. Так как работа ещё не завершена, то в некоторой своей части выводы носят предварительный характер.
Что же такое магнитные полюса Земли? Теоретически - это точки пересечения магнитной оси электромагнита (магнита), находящегося внутри планеты, с поверхностью земного шара. В этих точках сходятся магнитные меридианы. Здесь магнитное наклонение равно 90°, то есть магнитная стрелка (на горизонтальной оси) устанавливается перпендикулярно горизонтальной плоскости.
Так как магнитные полюса на современном этапе не совпадают с географическими, то магнитная стрелка компаса, указывающая направление магнитного меридиана, не совпадает с направлением географического меридиана. Это отклонение называется магнитным склонением.
Если северный конец стрелки отклоняется к западу, то склонение именуется западным; если к востоку, то - восточным.
Карта линий равных магнитных склонений (изогон) нормального магнитного поля Земли, принципиальная картина которой известна уже более ста лет, приведена на рис. 1. Из него видно, что в Южном полушарии поле представлено одной областью с западным склонением и одной областью с восточным. Все склонения в целом указывают на южный магнитный полюс. Поле же Северного полушария (например, по широте 60°) разделено на четыре примерно равные области: две области с западным магнитным склонением и две области - с восточным. Это означает, что магнитные меридианы от Гавайских островов до Парижа склоняются к общепринятому северному магнитному полюсу, находящемуся в Западном полушарии, в Канаде, а магнитные меридианы от Москвы до Токио склоняются к другому северному магнитному полюсу, находящемуся в Восточном полушарии.
Установить положение этих северных магнитных полюсов можно различными способами. Наиболее простой из них - по схождению (пересечению) магнитных меридианов. На рис. 2 показано положение северных виртуальных (кажущихся) полюсов в 1978-1980 годы, рассчитанное по принятым в палеомагнитологии формулам (см. ниже), на основе наблюдений мировой сети обсерваторий за магнитными склонениями и наклонениями. На рис. 2а представлены только виртуальные полюса; на рис. 2б - виртуальные полюса, пункты наблюдений и направления магнитных меридианов в них. Из рис. 2а видно, что среднее положение северного магнитного полюса действительно близко к положению Северного (географического) полюса. Однако рисунок 2б однозначно демонстрирует, что вышеотмеченные магнитные меридианы Западного полушария склоняются к району с центром: 72°с.ш. и 95° з.д. (северо-западный магнитный полос - СЗМП); в Восточном полушарии они склоняются к району с центром: 81° с. ш. и 110° в. д. (северо-восточный магнитный полюс - СВМП). Расстояние между полюсами (центрами) около трёх тысяч км. Все виртуальные полюса располагаются в пределах области, соединяющей указанные районы.

Поэтому с точки зрения магниторазведки нормальным магнитным полем Tn следует считать сумму полей Т0, Тm и Тe: Тn = Тm + Тm + Тe Это нормальное поле при составлении магнитных карт получают путем осреднения или графического

Рис. 2. Положение виртуальных полюсов в Северном полушарии в 1978—1980 гг.: а) положение только виртуальных полюсов (1); б) виртуальные полюса (1). пункты наблюдения (2), направления магнитных меридианов, районы нахождения северо-западного и северо-восточного магнитных полюсов, центры положительных максимумов напряжённости нормального МПЗ по вертикальной составляющей, общеизвестные как Северо-Американская (С-А) и Восточно-Азиатская (В—А) материковые аномалии
Вывод таков: магнитные склонения и наклонения показывают, что в настоящее время имеются два северных магнитных полюса (северо-западный и северо-восточный) и один южный. Этот вывод хорошо согласуется с картами напряжённости нормального МПЗ как по полному вектору (Т), так и по его вертикальной (Z) и горизонтальной (Н) составляющим. На рис. 3 приведена карта изодинам (линий равных напряжённостей МПЗ) вертикальной составляющей, принципиальная картина которой также известна около сотни лет. Из этой карты видно, что нормальное МПЗ характеризуется двумя положительными магнитными максимумами в Северном полушарии (северный конец магнитной стрелки направлен вниз) и одним отрицательным магнитным максимумом (северный конец магнитной стрелки направлен вверх). Примечателен практически плавный переход от положительных значений напряжённости (т.е. от северных магнитных максимумов) к отрицательным (т.е. к южному магнитному максимуму) через нулевые значения. Лишь в районе Южной Атлантики отмечается небольшая неоднородность поля. Так называемый магнитный экватор (нулевая изодинама) разделяет земной шар на два практически равных полушария.
Рис. 3. Карта изодинам нормального МПЗ по вертикальной составляющей для эпохи 1975г. (по Яновскому, 1978). Цифры у изодинам в 103 гамм
Данная характеристика нормального МПЗ в сочетании с вышеотмеченной двуглавостью СМП позволяет предполагать, что это поле создаётся всего лишь одним магнитным телом (а не несколькими) - диполем, но с раздвоенной его северной частью.
Можно определить положение этого диполя внутри земного шара и его размеры. Как у каждого магнита, магнитные массы у земного диполя также сконцентрированы на противоположных концах его магнитной оси. Нетрудно установить положение этих масс в недрах планеты. Магнитные максимумы вертикальной составляющей - это точки на поверхности Земли, самые близкие к магнитным массам, являются радиальными проекциями последних на указанную поверхность. Следовательно, они располагаются на радиусах земного шара, проходящих через эти массы.
Различные способы определения глубины залегания северных магнитных масс дают значения порядка 3800 км, южной - около 3600 км, то есть в пределах внешнего, предположительно жидкого, ядра.
Итак, двуглавость СМП обусловлена двуглавостью северного конца магнитного диполя Земли. Размер последнего порядка 5300 км. Схематическое изображение эквивалента электромагнитного (магнитного) диполя Земли приведено на рис. 4. Диполь - Y-образной формы. Северные магнитные оси его, проходящие через соответствующие магнитные полюса и магнитные массы, почти параллельны оси вращения Земли. Южная магнитная ось направлена под углом 25°к земной оси. Сам диполь смещён от неё в сторону Тихого океана на немногие сотни км в северной части и на тысячу с лишним км - в южной.
Таким образом, направление магнитного меридиана (направление стрелки магнитного компаса) в любом пункте наблюдений является результатом взаимодействия в основном трёх магнитных масс диполя - двух северных и одной южной. Непостоянство элементов МПЗ (прежде всего, склонений и наклонений) связано как с изменением положения этих масс, так и с изменением магнитного момента самого диполя.
Рис. 4. Схема основных элементов МПЗ: 1 — магнитные массы предполагаемого диполя; 2 — магнитные максимумы МПЗ по вертикальной составляющей (СЗММ - северо-западный, СВММ — северо-восточный, ЮММ - южный); 3 — магнитные полюса (СЗМП — северо-западный, СВМП — северо-восточный, ЮМП — южный); 4 — предполагаемые

Происхождение радиационных полей Солнечная активность, Дрейф магнитного поля Земли Экранирующее свойство   . Магнитные аномалии - Число мировых аномалий от 4 до 6. - Разработаны карты «Нормального поля Земли .

Для разделения нормального и аномального магнитных полей использовалась аналитическая модель нормального магнитного поля IGRF с m=n=10.  9. Карта аномального магнитного поля территории СССР. Масш.

Отклонения наблюденных значений магнитного поля Земли Т от нормального поля Тнорм являются аномалиями магнитного поля ΔТа, ΔZа, ΔHа: ΔТа  9. Анализ карты магнитного поля участка земной поверхности. Интерпретация полученного результата.24 февраля 2015