[Список Лекций] [Прикладной геомагнетизм] [Геомагнетизм в природе] [<<] [<] [^] [>] [>>]

Прикладной геомагнетизм

Геомагнетизм в природе

Смена полюсов Земли

Человечество знает о геомагнетизме почти пять тысяч лет с того времени, когда китайский император снабдил колесницу правителя Вьетнама стрелой, которая всегда указывала направление на юг. В Европе к геомагнетизму обратились в тринадцатом веке, в России узнали о геомагнетизме значительно позже.

Профессиональное физико-математичесприккое описание геомагнитного поля и его физический анализ был начат в 1839 г. в Гёттингене. Профессор К.Ф. Гаусс опубликовал одну за другой две статьи, в которых предложил разложение им введенного магнитного потенциала по поверхности шара в виде ряда из четырех членов, постоянные коэффициенты в котором должны были быть определены из экспериментальных данных [1,2]. Друг и соратник К.Ф. Гаусса Вильгельм Вебер разработал один из первых магнитометров, который был установлен там же в Гёттингене. Первые же расчеты по формулам К.Ф. Гаусса выявили дипольный характер геомагнитного поля, который значительно раньше и интуитивно использовали мореплаватели, употребляя магнитную стрелку в качестве указателя направления. Эти события и положили начало прикладному геомагнетизму. В качестве источника геомагнитного поля научная общественность в те далекие времена предпочитала иметь в виду однородно намагниченный шар с двумя полюсами - северным полюсом и южным.

Бурное развитие физики в конце восемнадцатого и в течение девятнадцатого веков способствовало открытию эффекта размагничивания магнитного вещества при высоких температурах. Это натолкнуло исследователей Земли на мысль, что в связи с внутренним разогревом Земли, которое тогда также было открыто, намагниченность горных пород должна исчезать за счет размагничивания горных пород при относительно высоких температурах, существующих в недрах Земли. В связи с этим автоматически возникла проблема источника геомагнетизма. Некоторое время наблюдалось увлечение, состоящее в том, чтобы использовать в качестве источника магнитные диполи, помещенные в центр Земли, особенно не вдаваясь в природу их появления там. Однако это увлечение достаточно быстро прошло, так как не удавалось воспроизвести с достаточной точностью наблюдаемое магнитное поле на поверхности Земли с помощью магнитных полей диполей, различным способом расположенных внутри Земли.

После открытия переменной части геомагнитного поля, а именно его вариаций, поле которых явно имело источник в виде электрических токов, появился интерес к источнику геомагнетизма в виде электрического тока, место расположения которого в Земле или ионосфере и его природу поначалу не удавалось определить. Наиболее продвинутыми в то время считались работы М. Эльзассера [3] и Я.И. Френкеля [4], в которых в качестве источника магнитного поля Земли предлагались индукционные электрические токи. Однако критики этих теорий указывали на то, что в индукционных теориях не решены вопросы величины начального «затравочного» магнитного поля, а также не выяснена природа индукции – активная или реактивная ее начальная и последующая поддерживающая индукция имеет место. Было не выяснено, как остановить индукционный разгон тока до бесконечных пределов. Поэтому изначально верная посылка об индукционной природе токов в Земле в связи с ее слабой разработанностью была забыта.

[<<] [<] [^] [>] [>>]