Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
(8) можно представить в виде
00 п
v= re I I ^(e)[{^m(^EA)” + 1 + C:(r/REy}cosm4> + {W(RE/r)"+l +
n = 1 m = 0
+ S™(r//?E)"}sinma>]. (9)
Здесь PZ (0) - присоединенные функции Лежандра, RF - радиус Земли и вп> К, С™, S'™ - константы, известные как коэффициенты Гаусса. Члены, пропорциональные г", представляют источники магнитного поля, расположенные вне Земли, а члены, пропорциональные (1 /г)"+ источники поля, расположенные внутри Земли.
Потенциальная функция Vпрямо не измеряется, но, применив уравнение (6), мы можем получить выражения для геомагнитных элементов X, У и Z. Если ряды сферических функций ограничить конечными значениями п и т (в общем случае п = т ^ 12), то для определения коэффициентов Гаусса можно использовать регрессионный анализ, который обеспечивает наилучшее соответствие для десятков тысяч значений геомагнитных элементов, полученных с помощью Мировой магнитной съемки. Когда это было сделано, то обнаружилось, что вклад внешних источни-
Таблица 3.1. Коэффициенты поля МЭГП эпохи 1965.01
п т Главное поле, Вековые п т Главное поле, Вековые
нТл вариации, нТл нТл вариации, нТл
<7” К Чп И™ ¦яГ К /С
1 0 -30 339 15,3 6 2 4 106 -0,4
1 1 -2 123 5758 8,7 -2,3 6 3 -229 68 1,9 2,0
2 0 -1 654 -24,4 6 4 3 -32 -0,4 -1,1
2 1 2994 -2006 0,3 -11,8 6 5 -4 -10 -0,4 0,1
2 2 1 567 130 -1,6 -16,7 6 6 -112 -13 -0,2 0,9
3 0 1 297 0,2 7 0 71 -0,5
3 1 -2 036 -403 -10,8 4,2 7 1 -54 -57 -о,з -1,1
3 2 1 289 242 0,7 0,7 7 2 0 -27 -0,7 0,3
3 3 843 -176 -3,8 -7,7 7 3 12 -8 -0,5 0,4
4 0 958 -0,7 7 4 -25 9 0,3 0,2
4 1 805 149 0,2 -0,1 7 5 -9 23 0,0 0,4
4 2 492 -280 -3,0 1,6 7 6 13 -19 -0,2 0,2
4 3 -392 8 -0,1 2,9 7 7 -2 -17 -0,6 0,3
4 4 256 -265 -2,1 -4,2 8 0 10 0,1
5 0 -223 1,9 8 1 9 3 0,4 0,1
5 1 357 16 1,1 2,3 8 2 -3 -13 0,6 -0,2
5 2 246 125 2,9 1,7 8 3 -12 5 0,0 -о,з
5 3 -26 -123 0,6 -2,4 8 4 -4 -17 0,0 -0,2
5 4 -161 -107 0,0 0,8 8 5 7 4 -0,1 -0,3
5 5 -51 77 1,3 -0,3 8 6 -5 22 0,3 -0,4
6 0 47 -0,1 8 7 12 -3 -о,з -о,з
6 1 60 -14 -0,3 -0,9 8 8 6 -16 -0,5 -0,3
1 J. Geophys. Res. 74, 4407-4408 (1969).
ков в магнитное поле на поверхности Земли составляет менее 1 %. (Во время магнитной бури он может достигать нескольких процентов, но, как мы отмечали, такие временные источники исключаются из данных магнитной съемки.) Таким образом, как показал Гаусс более 100 лет назад, геомагнитное поле обусловлено главным образом источниками, расположенными внутри Земли. Поэтому поле внутреннего происхождения называют главным геомагнитным полем.
Для МЭГП эпохи 1965 гармонический ряд был ограничен 80 членами (п = т = 8). Коэффициенты Гаусса для главного поля приведены в табл. 3.11. Именно по этим коэффициентам построены карты, продемонстрированные на рис. 3.3-3.5. В табл. 3.1 приведены также скорости изменения коэффициентов Гаусса д™ и /г". Они используются для построения карт поля вековых вариаций, показанных на рис. 3.7-3.9.
Коэффициент д°, который является доминирующим, соответствует осевому геоцентрическому диполю, направленному с севера на юг. д\ и h\ соответствуют геоцентрическим диполям, лежащим в экваториальной плоскости и ответственным за наклонение диполя относительно оси вращения Земли. Геоцентрический диполь для МЭГП эпохи 1965 харак-
Северный геомагнитный полюс
^ ^Географический полюс)
S 'Южный
Географический геомагнитный полюс полюс
Рис. 3.14. Схематическое изображение различий между географическими, геомагнитными и магнитными полюсами и экваторами (McElhinny, 1973).
1 Коэффициенты для эталонных полей 1970, 1975 и 1980 гг. приведены в работе Eos, Trans. Am. Geophys. Union, 62, 1969, 1981.
о*
Рис. 3.15. Вертикальная компонента недипольного поля для эпохи 1965.0 в единицах 10 2 Гс. (McDonald, Gunst, 1967).
оо
-о
. Геомагнитное поле, его природа и история
теризуется магнитным моментом
М = Д1[(</?)2 + (g\)2 + (Л!)2]1'2 = 8,01 ¦ 1025 Гс-см3.
Поскольку при соответствующем выборе начала координат системы (г, 0, ср) от коэффициентов g°, у\, h\ можно избавиться, их можно рассматривать как члены, определяющие эксцентричность наклоненного диполя, дающего наилучшее представление о конфигурации магнитного поля Земли. Остальные коэффициенты соответствуют более слабым источникам, которые обусловливают большее отклонение от центрального положения по мере возрастания значения п. Однако нужно понимать, что отдельные члены или группы членов в гармонических рядах не соответствуют отдельным физически конкретным источникам.
