Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
По мере того как облако солнечных частиц продолжает бомбардировать магнитопаузу, буря вступает в свою начальную фазу, во время которой напряженность поля остается высокой или может даже еще возрасти. В это время число захваченных геомагнитным полем частиц увеличивается, что приводит к возрастанию кольцевого тока и соответствующему уменьшению напряженности поля на земной поверхности. С этого уменьшения начинается главная фаза бури. В течение главной фазы напряженность поля может уменьшаться на несколько сотен нанотесл. Со временем, однако, избыток захваченных частиц уменьшается и поле медленно возвращается в свое нормальное состояние. Эта последняя стадия главной фазы известна как фаза восстановления. Во время смены полярности или в другие периоды пониженной напряженности геомагнитного поля (рис. 3.21), когда магнитопауза приближается к Земле, а авроральная зона расширяется до более низких широт (Siscoe et al., 1976), частота и сила магнитных бурь, регистрируемых на поверхности Земли, должна увеличиваться.
Морфология магнитной бури не всегда следует такой четко определенной картине (например, некоторые бури начинаются постепенно, а не внезапно), но общий результат тот же-геомагнитное поле испытывает значительные возмущения. Уолкотт (Walcott, 1978) наблюдал, что голуби, которые были выпущены вблизи магнитных аномалий, возмущающих локальное поле на 3000-5000 нТл, значительно хуже ориентировались относительно дома, чем голуби, выпущенные в тех районах, где аномалий не было. Аномалии такой величины только на порядок превышают те значения напряженности, которые наблюдаются во время умеренных магнитных бурь, и лишь немногим больше тех, которые наблюдаются при сильных магнитных бурях. Возмущения, наблюдаемые даже при умеренных магнитных бурях, существенно превышают «нормальные» геомагнитные возмущения, которые, как сообщалось, влияют на ориентацию птиц (Keeton et al., 1974; Moore, 1977). Существуют дополнительные, хотя и не подтвержденные данные о корреляции биологических явлений с геомагнитной активностью (Чернышов, 1968), ряд которых свидетельствует о влиянии геомагнитной активности на человека (Dull, Dull, 1935; Friedman et al., 1963,1965). Однако воздействие геомагнитной активности на человека было подвергнуто сомнению Покорни и Меффердом (Pokorny, Mefferd, 1966).
3.4. Геомагнитные индексы
Чтобы описывать характер геомагнитной активности на протяжении суток, месяца, года или еще более длительных периодов времени и облегчить сравнение данных по магнитной активности с другой геофизической или солнечной информацией, ввели несколько цифровых индексов геомагнитной активности. Поскольку сообщалось (Moore, 1977) о корреляции между ориентацией птиц и некоторыми геомагнитными индексами, представляется важным понять, каким образом выводятся такие индексы и какой в них вложен физический смысл. Геомагнитные индексы ясно и кратко были рассмотрены в обзоре Линкольн (Lincoln, 1967). Намного более детальный и глубокий (но, возможно, не столь полезный для неспециалистов) анализ представлен в работе Mayaud, 1980. Ниже мы ограничимся К-индексом, поскольку именно для этого индекса были опубликованы данные о наличии биологической корреляции (Southern, 1971; Keeton et al., 1974; Moore,
1977). Из описания будет ясно, что к любым выводам относительно биологических воздействий геомагнитной активности, основанным на К-индексе, нужно подходить с осторожностью.
Геомагнитный А'-иидекс (от немецкого kennziffers - характеристика) представляет собой индекс трехчасового интервала. Он был введен в качестве характеристики потока солнечных частиц, вызывающих изменения в токах, влияние которых отражается на геомагнитной активности (Lincoln, 1967). Следовательно, эффекты солнечной Sq и лунной L суточных вариаций, так же как и эффекты, связанные с влиянием электромагнитного излучения солнечных вспышек на магнитосферу (называемые или sfъ-эффект солнечных вспышек,-или кроше), должны быть исключены из наблюдаемых магнитных вариаций. Начиная с полуночи в течение суток для каждого трехчасового интервала определяется разность между максимальными и минимальными значениями каждого магнитного элемента Д Н, Z или X, Y, Z, зарегистрированного в данной магнитной обсерватории. Часть каждой разности, которая связана с Sq, L или sfe (sfe может достигать 60 нТл и более), затем вычитается, чтобы получить интервал значений а для каждого элемента (рис. 3.37), Последний процесс весьма субъективен, поскольку от наблюдателя требуется оценить невозмущенную суточную вариацию, характерную для данной обсерватории, с учетом времени года и фазы Луны. С 1939 по 1963 г. наибольший из трех интервалов брался как основа для К-индекса. Но в связи с чувствительностью величины Z к индукционным эффектам в Земле с 1 января 1964 г. вариация компоненты Z исключена из определения К-индекса.
Используя постоянную шкалу перехода для данной обсерватории, для каждого трехчасового интервала определяется значение К в виде целых чисел от 0 до 9, соответствующее наибольшему значению а. Для стандартной среднеширотной обсерватории в Нимеке, Германия (52°04'
