§ 59. Магнитное поле Земли

Магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими полюсами и со временем изменяют свое положение. Так, в 1600 г. магнитный полюс в северном полушарии находился на широте 78° и западной долготе 59°, а в последние десятилетия его положение определялось широтой около 71° и долготой 96°. Иначе говоря, магнитный полюс северного полушария в 1600 г. находился на расстоянии около от географического полюса, а теперь его удаленность от географического полюса возросла приблизительно до (он отстоит на несколько сотен километров от берегов Северной Америки).

Магнитное поле Земли на экваторе направлено горизонтально, у магнитных полюсов Земли — вертикально и всюду в других местах — под некоторым углом к горизонтальной плоскости, который называют магнитным наклонением и

измеряют посредством инклинаторов. Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли почти всюду направлена под некоторым углом к направлению географического меридиана; этот угол называют магнитным склонением, его измеряют при помощи деклинаторов. Простейшим деклинатором является магнитный компас.

Напряженность магнитного поля Земли невелика: от 0,34 эрстеда на экваторе до 0,66 эрстеда у полюсов. Исключением являются отдельные районы магнитной аномалии, где напряженность магнитного поля Земли больше в связи с залежами магнетитовых и других железных руд. Так, в районе сильнейшей в мире Курской магнитной аномалии над мощными пластами железных руд вертикальная составляющая напряженности поля в некоторых местах достигает 2 эрстед; эти места окаймлены полосами, где горизонтальная составляющая напряженности поля при резких изменениях склонения вместо нормальной для этой широты величины (около 0,2 эрстеда) достигает 1,1 эрстеда.

Хотя напряженность магнитного поля Земли невелика, но цоле это настолько обширно, что в целом энергия его весьма значительна.

Рис. 224. Связь магнитной активности Земли (амплитуды суточных колебаний склонения — нижняя кривая) и солнечной активности, характеризуемой числом солнечных пятен (верхняя кривая).

Земля имеет примерно такое же магнитное поле, как лучший стальной шарообразный магнит диаметром 600 км. Чтобы создать поток магнитной индукции, равный тому, каким обладает Земля, нужно было бы охватить Землю по экватору проводником и пропускать по этому проводнику ток величиной в 660 млн. амперов.

Следует иметь в виду, что напряженность земного магнитного поля часто выражают не в эрстедах, а пользуются единицей, в 100 000 раз меньшей, которую обозначают греческой буквой у (гамма).

Для геофизической разведки руд измерения напряженности магнитного поля Земли выполняют с точностью до десятых и даже сотых долей процента. При таких точных измерениях было обнаружено, что магнитное поле Земли не постоянно и испытывает, кроме вековых изменений, происходящих одновременно со смещением магнитных полюсов, также и суточные колебания, амплитуда которых то возрастает, то убывает одновременно с изменением магнитного состояния Солнца (приблизительно каждые 11 лет на поверхности Солнца наблюдается максимум «солнечных пятен», что сказывается на магнитном состоянии Земли; рис. 224). Иногда обнаруживаются резкие и весьма значительные

изменения магнитного поля Земли («магнитные бури»), которые совпадают с извержениями Солнцем потоков ионизированных газов (солнечных протуберанцев).

Для изучения магнитного поля Земли составляют «магнитные карты», на которых соединяют линиями местности, имеющие одинаковые значения величин, характеризующих магнитное поле. Линии, указывающие места, где горизонтальные или же вертикальные составляющие поля имеют одинаковые значения, называют изодинамами, линии равных склонений—изогонами, линии равных наклоненйй — изоклинами.

В 1838 г. Гаусс впервые подверг математическому анализу своеобразное распределение магнитных изолиний. В конце прошлого века накопленные измерения были систематизированы, уточнены и расширены крупнейшим русским магнитологом Эрнестом Егоровичем Лейстом. В 1902-1904 гг. Николай Алексеевич Умов решил задачу, начатую Гауссом, и создал метод математической интерпретации всех главных особенностей магнитного поля Земли.

На некотором удалении от Земли магнитное поле Земли приближенно можно рассматривать как поле магнитного диполя с магнитным моментом 8,1-1025 эрг/ге (при этом указанный диполь следует считать расположенным в нескольких сотнях километров от центра Земли к югу).

Происхождение магнитного поля Земли до настоящего времени не выяснено. Было предложено много гипотез, но все они оказались неудовлетворительными.