Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
Анализируя всю совокупность приведенных результатов, не следует упускать из виду тот факт, что гипотеза осевого диполя применима только к конфигурации геомагнитного поля, усредненного за 104-105 лет. Пересматривая теорию геодинамо, Басс (Busse, 1980) отметил, что наклонение диполя порядка 10°, по-видимому, характерно для планетарных магнитных полей и, вероятно, является свойством, присущим планетарным динамо. Как указали Макелинни и Меррилл (McElhinny, Merrill, 1975), около половины положений палеомагнитных полюсов для последних 5 млн. лет, полученных по данным отдельного района, не совпадают с положением географического полюса, поскольку исходные данные охватывают недостаточный интервал времени.
N
Рис. 3.20. Палеомагнитные полюса в докембрии и кажущаяся траектория миграции полюса для Северной Америки. Около кривой указан возраст в миллионах лет (McElhinny, 1973).
Причинами разброса положений палеомагнитных полюсов служат такие факторы, как экспериментальная ошибка, дрейф континентов, нутация географического полюса, вековые вариации и недипольные составляющие поля. Хотя эффекты этих источников могут затушевывать друг друга, имеет смысл считать разброс положений полюсов приблизительным отражением средних величин вековых вариаций и недипольного поля. Тогда из рассмотрения данных, приведенных на рис. 3.17-3.20, можно сделать вывод, что изменения вековых вариаций и недипольного поля в геологическом прошлом были не так уж велики.
Результаты детальных исследований подтверждают эту точку зрения. Брок (Brock, 1971) показал, что относительную меру палеовековой вариации можно получить по дисперсии положений полюса, и нашел, что средняя вековая вариация до кайнозоя была примерно на 15% меньше, чем в течение кайнозоя. К аналогичным выводам пришли Ирвинг и Пулайя (Irving, Pullaiah, 1976), детально проанализировав палеомагнитные данные за последние 350 лет. Они установили, что в последние 100 млн. лет вековая вариация была несколько большей, чем в предшествующие 250 млн. лет. Брок (Brock, 1971) предположил также, что частота инверсий геомагнитного поля коррелирует с амплитудой вековой вариации, которая в свою очередь коррелирует с величиной недипольного поля. Если высказанное предположение верно, то и
изменение скорости инверсий, показанное на рис. 3.30, приближенно отражает характер вековой вариации и недипольного поля в фанерозое.
Макелинни и Меррилл (McElhinny, Merrill, 1975) выделили вклад вековой вариации в угловую дисперсию ВГП для последних 5 млн. лет по опубликованным данным. Поскольку средняя угловая дисперсия составляет около 16° для всего периода времени, но лишь около 9° для голоцена, они пришли к выводу о том, что в голоцене вековая вариация была несколько меньше нормы для 5 млн. лет.
2.5. Напряженность палеомагнитного поля и его возраст
Как уже отмечалось ранее, коэффициенты Гаусса для дипольного поля изменяются быстро (табл. 3.1), указывая на то, что значительные изменения напряженности магнитного поля могут происходить только за несколько веков. И в самом деле, за 100 лет, прошедшие с тех пор как в 1835 г. Гаусс впервые рассчитал дипольный момент Земли, составивший около 8,55-1025 Гс-см3, его величина уменьшилась на 5%. Является ли эта скорость типичной? Как долго она будет сохраняться? Ответить на второй вопрос можно лишь предположительно. Что касается первого вопроса, то частичный ответ на него дают определения напряженности палеомагнитного поля.
К сожалению, достоверных определений напряженности существовавшего в прошлом поля гораздо меньше, чем определений ВГП, поскольку методика их гораздо сложнее и требует больших затрат времени. По существу она сводится к измерению естественной TRM образца J нагреву образца до температуры выше точки Кюри и охлаждению его в лабораторном поле с заданной напряженностью F0, во время которого он приобретает новую TRM. Затем напряженность палеополя Fp определяется по формуле
Fp = (Jv/J0)Fo- (13)
Несмотря на всю свою принципиальную простоту, эта методика часто оказывается несостоятельной, так как нагрев образца может привести к изменению его магнитных свойств и применение уравнения (13) станет невозможным. Кроме того, с момента образования магнитные свойства образца могли измениться под действием естественных процессов, так что даже при сохранении ориентации палеомагнитного поля его напряженность не сохранится. Правда, как правило, непригодные образцы удается сразу отбраковать и после этого получить достоверные (или по крайней мере внутренне согласованные) значения напряженности древнего поля. Однако процедура не ограничивается одним только непосредственным применением уравнения (13). Наиболее широко используемая методика, известная как метод Телье (Thellier, Thellier, 1959), включает в себя нагрев и охлаждение образца в последовательно увеличивающихся
Рис. 3.21. Вариация геомагнитного дипольного Момента за последние 9 000 лет, рассчитанная по определениям напряженности гии1е0П0ЛЯ сделанным до 1967 г. Каждая точка соответствует среднему значению виртуальных дипольных моментов для интервала времени 500 лет. Над каждой Т’очкой указано число проведенных измерений, а вертикальной линией изображено среднеквадратичное отклонение (Сох, 1968).
