Эволюция магнитного поля в историческом прошлом

Прежние методы лабораторных исследований позволяли в основном определить лишь направление магнитного поля Земли, да и то недостаточно достоверно. Только появление метода Телье дало возможность надежно определять направление древнего геомагнитного ноля и, что самое существенное, вычислять его напряженность. Сам автор метода последовательных нагревов изучал остаточную намагниченность печей из Карфагена эпохи пунических войн, древнюю посуду из раскопок святилища богини Танит, баденскую черепицу, средневековые кирпичи и черепицу различных городов Франции. Им впервые было установлено, что геомагнитное поле изменяется не исключительно по направлению, но и также по абсолютной величине. На рубеже нашей эры оно было примерно в 1,5 раза больше современного. Этот вывод, осторожно сделанный французским ученым только для о гр а н и ч енн ого гео гр а фи ч ес кого района, авторами данной статьи был позднее подтвержден исследованиями по Кавказу.

В последнее время археомагнетизм привлек интерес ученых разных стран, и метод Телье был принят многими экспериментаторами. В связи с этим появились довольно обширные данные по напряженности геомагнитного поля и возможность их систематизировать и сопоставить.

От наших дней в глубь веков поле плавно нарастает, достигая своего максимального значения примерно в начале новой эры (в этот период оно в 1,5 раза больше современного), а затем убывает вплоть до четвертого тысячелетия до н. э. В это время, т. е. 6000 лет назад, отмечается минимум, равный 0,5 от современного значения. Если двигаться еще дальше по шкале времени в сторону древних эпох, то поле, понвидимому, опять начинает возрастать, хотя для уверенных выводов данных еще недостаточно. Полученную зависимость можно рассматривать как часть циклической кривой с периодом не менее 8 тыс. лет.

Поскольку эта кривая построена по результатам измерений, полученных для различных, удаленных друг от друга районов земного шара, можно утверждать, что она отражает явление, носящее планетарный характер. По-видимому, это колебание ди-польной части магнитного поля Земли. Чем же все-таки объясняется «отступление» отдельных точек от общей закономерности? Ошибка лабораторного эксперимента невелика (порядка 5% от измеряемой величины) и, следовательно, не может служить причиной разброса точек. Надо отметить, что именно с определения этой ошибки и были начаты археомагнитные измерения. Только после того, как результаты этих измерений, проведенных для объектов, близких по возрасту к современности, совпали с данными обсерваторий, археомагнетизм утвердил свое право на существование.

Причиной разброса может быть неточность в определении возраста древних объектов. Поэтому достоверность полученной кривой тем меньше, чем больше возраст образцов, принятых в качестве эталонов. Кроме того, строгая геометрическая зависимость поля от времени могла бы получиться лишь при том условии, если бы геомагнитное поле в каждом пункте земной поверхности точно следовало закону дипольного распределения. Реальное же поле несколько отличается от дипольного, поскольку включает в себя местные аномалии. И наконец, на монотонное изменение общего момента Земли накладываются колебания напряженности с меньшими периодами и амплитудой. Все это и приводит к тому, что точки, изображающие значения напряженности поля в разные периоды времени, ложатся не на линию, а образуют полосу около средней линии, которая и отражает доминирующую тенденцию в изменении поля.

До сих пор шла речь только об абсолютной величине поля Земли и его изменении во времени. Еще большие возможности для сопоставлений и выводов дают результаты определения направления поля, поскольку их получить значительно проще. К нашему времени накопилось много данных об одной из характеристик направления —наклонении, которое можно определять по широко распространенному археологическому материалу (кирпичи, некоторые виды черепицы, посуда). Данных о склонении очень мало, так как его можно измерить только у довольно редких образцов с фиксированным положением в пространстве при обжиге (фрагменты печей, обожженных стен, полов и т. д.).

Когда у исследователя накапливается достаточно результатов измерения наклонения по данной территории, появляется возможность представить их в виде кривых векового хода наклонения.

В мировой литературе известны кривые вековых вариаций наклонения для некоторых стран, а также для ряда районов СССР (Ленинград, Львов, Прибалтика—по данным Е. Н. Тархова; Грузия — по данным 3. А. Челидзе; Новгород, Кавказ, Средняя Азия—по данным авторов). Сравнение показало, что функциональная зависимость наклонения от времени изображается циклической кривой, близкой по виду к синусоиде, с периодом 500—1000 лет. Подробный анализ позволил полученную для 2000 лет экспериментальную кривую изменения наклонения для Кавказа продлить в глубь веков на 6000 лет. Гипотетическая ее часть, относящаяся ко времени до нашей эры, была впоследствии подтверждена данными археомагнитных измерений. На рисунке 2 мы видим колебания кривой с периодом 500—1500 лет и переменной амплитудой (26—32°).

Если построить зависимость от времени амплитуд и периодов, снятых с синусоиды рисунка 2, то оказывается, что соответствующие кривые подобны уже известному нам ходу напряженности. Поскольку первые две кривые служат характеристиками направления поля, а третья— его абсолютной величины, их сходство, очевидно, дает повод заключить, что изменение магнитного поля Земли —единый процесс, представляющий собой колебание с периодом порядка 103 лет, модулированное колебанием с периодом порядка 104 лет.

Оставить комментарий

Я не робот.

БЛОГ О ЗАРАБОТКЕ!
Статистика