Геомагнитное поле

Температура Земли

Упругость и вязкость Земли

Рассматривая быстрые деформации, вызываемые землетрясениями, мы используем только одну сторону механических свойств Земли – упругость.

Но в деформации Земли под действием вековых центробежных ускорений от вращения вокруг своей оси отчетливо проявляется и другая сторона механических свойств – вязкость. Теоретически, для абсолютно твердой литосферы Земли величины лунного и солнечного приливов в Мировом океане имели бы максимумы 0,56 м и 0,24 м, а для абсолютно жидкой – равнялись нулю. На самом деле их наблюдаемая величина составляет 1/3 максимальной теоретической, это позволяет рассчитать, что Земля, в среднем, примерно вдвое тверже стали, на глубине 1500 км имеет максимум твердости, а с приближением к центру - уменьшение твердости до нуля.

Анализ свободных колебаний земной оси (амплитуда которых составляет около 10 м) позволяет оценить вязкость внутренней части Земли, как намного большую, чем горных пород земной коры.

По соотношению жесткости и вязкости оценивается период релаксации механических процессов: в оболочке - в несколько столетий, в ядре – порядка суток.

По отношению к длительным (геологическим) воздействиям, Земля может рассматриваться, как непрерывно деформирующееся пластичное тело.

Суточная изотерма Земли проходит на глубине не более 2 м, годовая – 10... 40 м, вековая – несколько сотен метров (вечная мерзлота – реликт ледникового периода). Еще ниже наблюдается монотонное повышение температуры с глубиной.

Геотермическая ступень Земли (м/°С) очень изменчива (наибольшая – на древних щитах, более 100 м/°С), вследствие различного глубинного теплового потока и различной теплопроводности горных пород.

Постоянным источником внутреннего тепла Земли являются радиоактивные элементы (Ra, U, Th, K, Ac), наибольшее содержание которых - в кислых изверженных и магматических породах (и сильно варьирует). Поэтому повышенный термический режим связан лишь с верхними слоями Земли: температура возрастает интенсивно до глубины 200 км (до 1200... 1800 °С), затем очень плавно – до 2000... 4000 °С к центру Земли.

Данные наблюдений магнитного поля на поверхности Земли позволяют рассматривать Землю в виде гигантского магнита - однородно намагниченного шара или эквивалентного ему, расположенного почти в центре Земли, магнитного диполя. Ось магнитного поля Земли проходит под небольшим углом (12°) к оси вращения, что указывает на связь природы магнетизма Земли с ее вращением вокруг собственной оси.

Магнитное поле Земли намагничивает горные породы, индуцирует в движущихся проводниках электрические токи - заставляет двигаться электрически заряженные частицы, выбрасываемые Солнцем, и космические лучи по определенным траекториям вблизи магнитных полюсов Земли, вызывая эффектные свечения (полярные сияния).

Более точный анализ показывает отличия магнитного поля Земли от идеальной его модели, как в пространстве (локальные неоднородности), так и во времени (вековые изменения) и наличие в нем составляющих от внешних источников (около 6%, примерно поровну – потенциальных и вихревых).

Локальные черты геомагнитного поля тесно связаны с особенностями строения земной коры - материки обладают повышенным уровнем геомагнитного поля.

Наблюдаемые вариации геомагнитного поля указывают на вековые изменения магнитного момента Земли и положения его оси. В последние 100...150 лет магнитный момент уменьшается на 1/1500 в год, а магнитный полюс переместился более чем на 100 км. Локальное возрастание магнитного поля отмечено в районе Каспия – более 1/500 в год.

Данные, полученные палеомагнитным методом (на ленточных глинах), позволяют предположить неоднократные инверсии геомагнитного поля в третичную эпоху - каждые 500 тыс. лет, происходящие скачкообразно за 5 тыс. лет. Гипотетически это объясняется тем, что геомагнитное поле вызывается вихревыми электрическими токами в глубине Земли, которые могут периодически менять свое направление.

Дата добавления: 2014-12-07