Давление внутри Земли и её магнитное поле

 

Давление в любой точке внутри Земли измеряется весом столбика вещества с поперечным сечением 1 см 2 и длиной, равной расстоянию от данной точки до земной поверхности. Вещество Земли с глубиной испытывает все большее воздействие давления вышележащих толщ горных пород и в связи с этим все более уплотняется. Учитывая плотность Земли и изменения ускорения силы тяжести, ученые подсчитали давление на различных глубинах. По В. А. Магницкому, на глубине 1 км давление равно 275 атм; у подошвы земной коры на глубине 50 км — около 13 000 атм. На границе мантии и ядра (2900 км) давление составляет около 1,3— 1,4 млн. атм, а в центре Земли — свыше 3 млн. атм. На больших глубинах с возрастанием давления существенно изменяется и строение вещества Земли.

 

Уже в глубокой древности людям были известны магнитные свойства Земли. Научное объяснение геомагнетизму дал впервые в 1600 г. придворный врач английской королевы Елизаветы I Вильям Гильберт. Он показал, что магнитное поле Земли сходно с полем магнитного диполя (два полюса), т. е. Земля представляет собой как бы гигантскую стрелку в форме шара. Позднее было установлено, что земное магнитное поле сходно с полем сферического магнита, ось которого наклонена к оси вращения Земли на 11 °. В силу этого магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами. С помощью ракет и искусственных спутников установлено, что магнитное поле простирается на расстояние до 93 тыс. км от поверхности Земли.

 

Для каждой точки земной поверхности рассчитывается теоретическое значение магнитного поля исходя из однородного строения Земли. Но в действительности магнитное поле в различных местах неодинаково. Обычно оно отличается от среднего значения, теоретически вычисленного для данной местности. Такие отклонения называются магнитными аномалиями. Они могут быть обусловлены, в частности, залежами подземных магнитных пород и руд. Примером может служить крупнейшая Курская магнитная аномалия. В ее пределах под земной поверхностью скрывается уникальное месторождение железистых кварцитов. Железные руды здесь создают магнитную напряженность, в пять раз большую средней напряженности магнитного поля Земли.

 

Магнитные аномалии используются для изучения строения земной коры и поисков месторождений полезных ископаемых. Они улавливаются специальными приборами — магнитометрами. Методы изучения строения земной коры и поисков полезных ископаемых, основанные на магнитных свойствах горных пород, называются магнитометрическими методами, или магниторазведкой. Данные магнитных исследований наносятся на магнитометрические карты.

 

В пределах материков магнитные аномалии обычно имеют в плане замкнутые округленные очертания. Проведенное в последние годы изучение магнитного поля океанов показало существенное отличие его от материкового магнитного поля. Оказалось, что дну океанов присущи полосовые магнитные аномалии (рис. 5). Они вытянуты линейно на сотни километров параллельно срединно-океаническим хребтам. На магнитных профилях, пересекающих срединные хребты, наблюдается постепенное повышение интенсивности и уменьшение длины волны магнитной аномалии при приближении к осевой линии хребтов. При переходе от гребня хребта к его склонам полосовые магнитные аномалии быстро ослабевают. Английские геофизики Ф. В айн и Д. Мэтьюз в 1963 г. обратили внимание на то, что на отдельных участках профилей наблюдается хорошо выраженная симметрия магнитных аномалий. Аномалии равной интенсивности, формы и ширины располагаются симметрично по обе стороны от центральной аномалии, соответствующей риф-товой долине. В этом случае левая половина магнитного профиля оказывается приближенным зеркальным отражением правой стороны, и наоборот. Общая ширина чередующихся положительной и отрицательной полос составляет в среднем около 35 км. Подобные полосовые магнитные аномалии обнаружены только над срединноокеаническими хребтами.

 

Одной из характерных особенностей земного магнитного поля является его изменчивость во времени. На протяжении геологической истории происходило многократное изменение полярности магнитного поля Земли. Это свойство используется при проведении палеомагнит-ных (греч. «палео» — древний) исследований. Они основаны на том, что магнитные породы приобретают и сохраняют намагниченность, характерную для времени их образования. Например, лавовый поток из вулканов во время охлаждения приобретает намагниченность, параллельную существующему в данную эпоху магнитному полю. Этот «ископаемый» магнетизм позволяет нам сегодня судить о магнитном поле Земли, которое было в период застывания лав. По остаточному магнетизму, запечатленному в породах, восстанавливают перемещение магнитного поля в истории Земли.

 

Чередование эпох прямой и обратной намагниченности запечатлено и в колонках осадков, накопившихся на океаническом дне. Научно-исследовательские суда специальными трубками длиной более 30 м подняли такие колонки в разных пунктах океанов. Ученые исследовали их намагниченность. Оказалось, что современные осадки, заполняющие верхнюю часть трубки, характеризуются намагниченностью, соответствующей современному магнитному полю. Под ними залегают осадки обратно намагниченные и т. д. В новейшее геологическое время продолжительность эпох одной полярности составляла в среднем около 2-105 лет. Предполагают, что в более древнее геологическое время эти периоды были больше, достигая 10 6—10 7 лет.

 

В настоящее время установлено, что почти весь земной магнетизм имеет источники внутри Земли. И образуется за счет токов, циркулирующих на больших глубинах. В частности, английский геофизик Е. Буллард — автор наиболее признанной гипотезы — объясняет существование магнитного поля Земли неодинаковым вращением ядра и вышележащих оболочек.

 

Магнитное поле, окружающее Землю, задерживает потоки заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем, и не пропускает их к поверхности Земли. Удерживаемые в верхних слоях атмосферы заряженные частицы образуют пояс радиации. Впервые он был открыт во время исследования космического пространства вторым советским искусственным спутником Земли.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (08.11.2018)
Просмотров: 9 | Рейтинг: 0.0/0