2.2.Геомагнитное поле
В отличие от гравитационного, магнитное поле Земли (геомагнитное поле) в значительно большей степени зависит от строения и свойств литосферы, поскольку многие источники магнитного поля, вносящие свой вклад в общее геомагнитное поле, располагаются именно в литосфере, до глубин 100 км. История формирования литосферы самым тесным образом связана с магнитными свойствами пород, с магнитным полем Земли. Земля представляет собой гигантский магнитный диполь, поле которого проявляется на поверхности планеты и выходит далеко в околоземное пространство, создавая таким образом магнитосферу.
Происхождение магнитного поля Земли пытаются объяснить различными причинами, связанными с внутренним строением Земли. Наиболее достоверной и приемлемой гипотезой, объясняющей магнетизм Земли, является гипотеза вихревых токов в ядре. Она основана на том установленном геофизическим путем факте, что на глубине 2900 км под мантией (оболочкой) Земли находится "жидкое" ядро с высокой электрической проводимостью. Благодаря так называемому гиромагнитному эффекту и вращению Земли могло возникнуть очень слабое магнитное поле. Наличие свободных электронов в ядре и вращение Земли в таком слабом магнитном поле привело к индуцированию в ядре вихревых токов, которые создают (регенерируют) магнитное поле, как это происходит в динамо-машинах. Увеличение магнитного поля Земли приводит к новому увеличению вихревых токов в ядре, которое, в свою очередь, вызывает увеличение магнитного поля. Процесс подобной регенерации продолжается до тех пор, пока рассеяние энергии вследствие вязкости ядра и его электрического сопротивления не компенсируется добавочной энергией вихревых токов и другими силами.
Горные породы, слагающие литосферу, обладая разными магнитными свойствами, намагничиваются и приобретают под воздействием доминирующего магнитного поля планеты индуцированный магнетизм. Поэтому наблюдаемое на земной поверхности или вблизи нее магнитное поле обусловлено совокупным влиянием множества источников, располагающихся в объеме литосферы, особенно железорудных тел и горных пород, магнитные свойства которых велики и зависят от содержания и распределения в них ферромагнитных минералов, таких, как магнетит, титаномагнетит, ильменит, пирротин, гематит и др.
2.3.Естественные электрические и электромагнитные поля.
Естественные постоянные электрические поля, наблюдаемые на земной поверхности, связаны с изменением электрохимической активности α горных пород. Своим существованием они обязаны протеканию в реальных геологических средах электрохимических и электрофизических процессов. Так, на рудных и некоторых других месторождениях, а также при окислении заземленных металлических конструкций протекают электрохимические окислительно-восстановительные реакции. В результате наблюдаются положительные и отрицательные потенциалы с амплитудой до 20 - 1800 мВ при фоновых значениях, характерных для естественных электрических полей другой природы, в 5 - 100 мВ.
Особый вид земных электрических полей представляют термофильтрационные поля, возникающие в рыхлых (песчано-глинистых) и скальных породах за счет фильтрации подземных и поверхностных вод разной температуры. Идентификационный признак полей этого вида - изменение электрического потенциала от 40 до 400 мВ в зависимости от суточных вариаций температуры в приповерхностной части геологического разреза.
Электрическое поле Земли (Э. п. З.)
Естественное электрическое поле Земли, как планеты, которое наблюдается в твёрдом теле Земли, в морях, в атмосфере и магнитосфере. Э. п. 3. обусловлено сложным комплексом геофизических явлений. Распределение потенциала поля несёт в себе определённую информацию о строении Земли, о процессах, протекающих в нижних слоях атмосферы, в ионосфере, магнитосфере, а также в ближнем межпланетном пространстве и на Солнце.
Существование электрического поля в атмосфере Земли связано в основном с процессами ионизации воздуха и пространственным разделением возникающих при ионизации положительных и отрицательных электрических зарядов. Ионизация воздуха происходит под действием космических лучей ультрафиолетового излучения Солнца; излучения радиоактивных веществ, имеющихся на поверхности Земли и в воздухе; электрических разрядов в атмосфере и т. д. Многие атмосферные процессы: конвекция1, образование облаков, осадки и другие — приводят к частичному разделению разноимённых зарядов и возникновению атмосферных электрических полей. Относительно атмосферы поверхность Земли заряжена отрицательно. [8].
Естественное электромагнитное поле Земли — это существующий всегда, в любой точке земной поверхности фон радиоволн. В разных частотных диапазонах его происхождение вызвано различными причинами.
Естественные электромагнитные поля могут быть связаны с корпускулярным солнечным облучением Земли, грозовой или геодинамической активностью.
Электрическое поле Земли естественного космического происхождения, называемое магнитотеллурическим, проявляется в виде разнопериодных электромагнитных колебаний (вариаций).
Естественные электромагнитные поля грозовых разрядов представляют собой проявление сложного взаимодействия метеорологических и электрических процессов.
Электромагнитное поле Земли является щитом, который защищает жизнь на Земле от потока солнечных и космических частиц. Такие частицы являются сильным ионизирующим фактором, который влияет на живую ткань, и, в частности, на генетический аппарат организмов.
Где и как возникает электромагнитное поле Земли. Ядро Земли - это железный шар диаметром 6960 километров и с температурой, превышающей 5000°С. Его оболочка имеет толщину 2260 километров и пребывает в жидком состоянии. А внутренняя часть - в сжатом и твердом. В результате конвекции оболочка ядра перемешивается. Более холодная и плотная жидкость под действием силы тяжести тонет, а горячая и менее плотная поднимается вверх, занимая ее место. Магнетизм, электричество и движение, если присутствуют любые две из этих составляющих, то третья возникает сама собой.
По мнению ученых, подобные процессы идут в ядре нашей планеты: магнетизм затравочного поля, которое может возникать, например, под влиянием поля соседней звезды, в сочетании с перемешиванием металла генерирует электрические токи. В свою очередь, электричество начинает питать магнитное поле.
|
