География как система наук

Разделы

Угольная промышленность России

Тяжелое машиностроение

Теневая экономика мира

Северо-западный экономический регион

Роль Эмиратов в мировой экономике

Развитие и размещения железнодорожного транспорта

Миграция рабочей силы

География как система наук

Геологическая карта
Тектоническое районирование мира

Геологическая карта

Геоморфологические карты показывают основные типы рельефа и его отдельные элементы с учетом их происхождения и возраста.

Генерация геомагнитного поля

Страница 3

. (VI.4)

Это основное уравнение магнитной гидродинамики характеризует образование магнитного поля Земли во внешнем ядре. Решение его представляет значительные математические трудности и возможно лишь при определенных упрощениях. В целом оно выражает равновесие между силами Кориолиса 2r(wu), градиентом давления (gradP), полем силы тяжести (g), электромагнитными силами (i+B) и внешними силами (F), поддерживающими непрерывное возбуждение магнитного поля.

В случае стационарного процесса, т. е. при отсутствии внешних источников и u = 0, по данным Эльзассера, магнитное поле распадается в течение примерно 15·103 лет, так как уравнение (VI.4) обращается в обычное уравнение диффузии (t = msL2, для земного ядра L = 106 м, s = 3×105 (ом×м)-1, m = 4p×10-7 г/м, т.е. t » 104 лет. Вследствие вращения вытянутые вдоль меридиана магнитные силовые линии будут вытягиваться и накручиваться в широтном направлении. Таким образом, из полоидального поля Нп образуется тороидальное поле Нт (рис. 32). Полоидальное поле создает дипольную составляющую геомагнитного поля. Непрерывная закрутка тороидального поля ведет к уплотнению магнитных силовых линий и, следовательно, усилению дипольного поля. В дальнейшем поднимающийся конвекционный вихрь распадается. Распад происходит в приполярных областях ядра (рис. 32).

Такова в общем основа идеи гидромагнитного динамо Земли, являющегося, судя по намагниченности докембрийских пород, в среднем стационарным процессом. В зависимости от величины поля и скорости углового вращения Земли модель динамо может осуществлять колебания со случайными обращениями знака поля.

Из вышесказанного можно заключить, что механизм гидромагнитного динамо возможен в условиях Земли лишь при наличии конвекции в ядре. Следовательно, в ходе эволюции Земли был период продолжительностью 5×108 – 1×109 лет, когда первой реакционной зоны не существовало, а значит, не было и магнитного поля. Это соответствует протопланетной стадии развития Земли, имевшей место примерно 4 млрд. лет назад.

Рост толщины зоны внешнего ядра, несомненно, сопровождался усилением конвекции и размеров ее ячей, что должно было увеличивать напряженность дипольного поля. В дальнейшем с увеличением массы твердого субъядра и расходованием материала протовещества оболочки толщина реакционной зоны станет уменьшаться и соответственно будут уменьшаться конвекция, а с ней и напряженность геомагнитного поля.

Идея гидромагнитного динамо находит подтверждение при исследованиях магнитных полей Меркурия, Марса, Венеры и Луны. По данным космических исследований, размеры магнитоактивных зон у Меркурия и Марса в настоящее время не превышают 200 – 500 км, у Юпитера в 1600 раз превосходят объем жидкого ядра Земли (для сравнения: у Земли – порядка 2000 км). Луна не имеет жидкого ядра и собственного поля (Долгинов, 1974).

Современная полярность магнитных полей Марса и Юпитера обратна полярности магнитного поля Земли и Меркурия, хотя все эти планеты имеют прямое вращение. Эти факты, и особенно последний, служат доказательством того, что знак поля не связан с направлением вращения, а обусловлен неустойчивостью самого механизма динамо.

Страницы: 1 2 3 

Полезные статьи

Основные факторы размещения населения мира
. Исторические Исторические факторы при расселении населения имеют (или, по крайней мере, имели ранее) первостепенное значение. Первые мегаполисы ...

Кора выветривания.
Корой выветривания называют комплекс остаточных или несмещенных продуктов выветривания, остающихся на месте разрушения коренных гор-пород (элювий). ...

Развитие и размещение газовой промышленности.
Основные показатели 1992 1995 95 в % к 92 Газ, млрд.куб.м 641 595 92.8 Газовая промышленность самая молодая отрасль ...