Геомагнитное поле и его вековые вариации по археомагнитным данным

• Автор: Бурлацкая, Серафима Петровна
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 326 c. : ил

Обоснование постановки теш. В Резолюции Съезда "Главное 'еомагнитное поле и проблемы палеомагнетизма" (Москва, 1970) имечалосъ, что исключительная роль геомагнетизма в изучении кроения и эволюции Земли определяется двумя особенностями ’еомагнитного поля :
1. Геомагнитное поле записано в намагниченности горных по->од, и это дает возможность изучать эволюцию как самого геомаг-штного поля, так и связанных с ним оболочек ядра Земли и коры.
2. Процесс генерации геомагнитного поля происходит нецре-)ывно и, соответственно, изучая особенности морфологии ПОЛЯ и сарактерные времена его изменений, можно подойти к пониманию Процессов, протекающих в ядре и на границе ядро - мантия.
При изучении главного геоманитного поля и его вековых вариаций используются црямые наблюдения, археомагнитные и палео-лагнитные данные. Прямые наблюдения существуют последние 300--400 лет, непрерывные наблюдения в обсерваториях относятся к последним 100-200 годам; палеомагнитные исследования охватыва-

от интервал времени в 10 лет ; археомагнитные исследования относятся, грубо говоря, к последним 10000 лет.
Археомагнитные ряды, не превышающие по продолжительности Ю4 лет, дают возможность оценивать характерные временные параметры порядка, как правило, сотен и тысяч лет, изредка - десятков. Нижний предел возможности оценки временных характеристик зависит от разрешающей способности археомагнитного метода, и, в первую очередь, от точности датирования исходного материала, т.е. от точности определения возраста археологических образцов,

шляющихся объектом археомагнитных исследований. Верхний предел 1ависит главным образом от длины ряда исходных данных.
Интервал исследования магнитного поля Земли по непосредст-зенным, обсерваторным наблюдениям - 100-200 лет, является слиш-сом коротким для того, чтобы судить о вариациях геомагнитного юля, длительностью, более 60 лет. Даже результаты исследования т отдельных обсерваториях в течение 300-400 лет составляют только половину, в лучшем случае, две трети одной из наиболее сарактерных вариаций - 600-летней.
Единственным методом, дающим возможность получить информацию об изменении геомагнитного поля с характерными временами по-Я
эядка 10 лет, является археомагнитный метод.
К настоящему времени накоплены результаты исследований гео-лагнитного поля, полученных с помощью этого метода, в ряде стран: в Советском Союзе, Чехословакии, Болгарии, Китае, Англии, Франции, Японии, Америке и др. Необходимо было провести сопоставление и анализ результатов мировых археомагнитных исследований.
Это сделано в данной работе. Анализ совокупности данных позволил выявить глобальные и региональные характеристики изменения геомагнитного поля и на этой основе сделать выводы о его структуре и эволюции.
В основе методики исследований положен известный метод последовательных нагревов Телье.
Актуальность темы. Изучение структуры и эволюции геомагнитного поля имеет первостепенное значение в проблеме исследования внутреннего строения Земли, поскольку геомагнитное поле - единственное, дающее возможность численно изучать эволюцию различных оболочек Земли. Археомагнитные исследования позволяют полу-

чить уникальные сведения о динамике геофизических процессов в прошлом; процессов, протекавших в земных недрах и ответственных за возникновение и изменение геомагнитного поля.
Цель данного исследования - выявить структуру и проследить эволюцию геомагнитного поля в течение последних 10 ООО лет по археомагнитным данным.
Предмет защиты - обобщение результатов изучения геомагнитного поля (как принадлежащих автору, так и литературных) за последние 10 ООО лет.
На защиту выносятся следующие основные научные положения:
1. Магнитное поле Земли имело дипольную структуру в течение последних 10 ООО лет.
2. Отклонение от дипольности в среднем соизмеримо с неди-польной частью современного геомагнитного поля.
3. В изменении магнитного момента Земли присутствует основное колебание с периодом порядка 8000 лет, амплитуда которого примерно равна 0,3 . 1022 А-м2.
4. Изменение направления геомагнитного поля в основном характеризуется прецессией геомагнитной оси вокруг географической по спирали в направлении против часовой стрелки. Один оборот длится 1200 лет. Весь цикл - порядка^Ю^ лет.
5. Спектр вековых вариаций дискретен, присутствуют медленные колебания - 1800 и 1200-летние и быстрые колебания -600 и 400-летние.

для напряженности поля. Иными словами, выделяемое искомое явление соизмеримо с погрешностью определений и задача дальнейшего анализа состояла в оценке периодов колебаний, амплитуды которых соизмеримы с погрешностями.
Изучение вариаций древнего геомагнитного поля как для отдельных территорий, так и по сопоставлению и обобщению данных разных территорий позволило выделить в изменении геомагнитного поля наиболее характерные колебания 200-600 и порядка более 900 лет.
Вопрос о вероятности и достоверности 900-летних и более длительных колебаний в структуре геомагнитного поля следовало решать, анализируя кривые, более чем 200-летней протяженности. Попытка подойти к решению этого вопроса была предпринята автором данной работы в статье [ 48 ] . Выделение медленных компонент было осуществлено с помощью построения суммарных кривых элементов геомагнитного поля, в предположении, что суммирование мировых археомагнитных данных сгладит локальные и региональные черты в изменении элементов геомагнитного поля и подчеркнет их планетарные характеристики. При усреднении данных разных территорий они приводились к одним координатам - данные по напряженности приводились как к экватору, так и к средней широте 42° с.ш. ; данные по наклонению - к широте 42° с.ш.
На рис. 14 (сверху вниз) показаны кривые среднестолетних значений элементов геомагнитного поля для последних 8500 лет, полученные по суммированным мировым археомагнитным данным для напряженности, наклонения и склонения.
Результаты, полученные в этой главе, а именно, вековые вания и
1-5