Магнітне поле Землі

У першому наближенні Земля є магнітним диполем.

Магнітний диполь — це умовний стержень, кінці якого відповідають протилежним магнітним полюсам. Магнітне поле Землі в цілому подібне магнітному полю такого стержня. Вісь диполя відхиляється на кут 11,5° від осі обертання Землі.

Точки перетину осі диполя з земною поверхнею називають геомагнітними полюсами. Геомагнітні полюси не збігаються з географічними. Координати геомагнітних полюсів на 1970 р. такі:

північного — 78°30' пн. ш., 70° зх. д.; південного — 78°30' пд. ш., 110° сх. д.

На картах півкуль звичайно показують також магнітні полюси.

Лінію, вздовж якої магнітна стрілка, що обертається навколо горизонтальної осі, займає горизонтальне положення, називають магнітним екватором. На магнітному екваторі нахил магнітної стрілки дорівнює нулю.

Точки, в яких магнітна стрілка встановлюється вертикально, називають магнітними полюсами. Магнітні полюси не збігаються ані з геомагнітними, ані з географічними, їхнє положення не є сталим. Координати магнітних полюсів на 1970 р. такі: північного — 7542' пн. ш., 120° зх. д.; південного — 65°30' пд. ш., 140°18' сх. д.

Положення магнітних полюсів помітно змінюється в часі. Між магнітним екватором та магнітними полюсами нахил магнітної стрілки змінюється в інтервалі 0...90". Якщо до середини Землі спрямований північний кінець стрілки — нахил додатний, якщо південний — нахил від'ємний. Перший випадок відповідає північній магнітній півкулі, другий — південній.

Лінії рівних нахилів називають ізоклінами (рис. 5). Якщо встановити магнітну стрілку на вертикальній осі, то можна помітити, що її положення звичайно відрізняється від напрямку географічного меридіана.

Площину великого кола, в якій лежить магнітна стрілка, називають магнітним меридіаном даної точки. При переміщенні по земній поверхні положення стрілки буде змінюватися; магнітні меридіани суміжних точок різняться, отже, вони не утворюють звичної для нас правильної мережі.

Рис. 7. Повна напруженість магнітного поля Землі на поверхні геоїда, Е:

І, II — відповідно північний та південний магнітні полюси; 0—0 — магнітний екватор; БА — Бразильська від’ємна аномалія; С-СА — Східно-Сибірська додатна аномалія

Кут між географічним та магнітним меридіанами певної точки називають магнітним схиленням. Магнітне схилення є додатним (східним), якщо північний кінець стрілки відхиляється на схід від географічного меридіана, або від'ємним (західним), оскільки в цьому разі стрілка відхилиться на захід. Лінії однакового схилення називають ізогонами (рис. 4.6).

Магнітне поле характеризується напруженістю Н, яку вимірюють в амперах на метр (А/м). Напруженість магнітного поля Землі зростає з широтою.

Поряд із закономірними змінами характеристик магнітного поля вздовж земної поверхні спостерігають глобальні (світові), регіональні та локальні особливості, або ж аномалії. Вони пов'язані з неоднорідністю внутрішньої будови Землі. Деякі аномалії використовують як пошукові ознаки корисних копалин, насамперед залізної руди. Наприклад, у регіоні Курської магнітної аномалії, одного з найбільших у світі родовищ залізної руди, напруженість магнітного поля в 4 рази перевищує нормальну (рис. 4.7).

Рис. 8. Фанерозойська палеомагнітна геохронологічна шкала (стандартні геологічні індекси епох фанерозою; заштриховано епохи нормальної полярності магнітного диполя), вік у млн років

З часом напруженість магнітного поля зменшується. Це може свідчити про наступну зміну намагніченості магнітного диполя, що час від часу спостерігають у геологічній історії Землі. На рис. 8 наведено фрагмент магнітостратиграфічної шкали, що визначає співвідношення магнітних полюсів з географічними (пряме — як сучасне, коли північному географічному полюсу відповідає південний магнітний). Заради зручності назви магнітних полюсів звичайно прив'язують до географічних, тобто південний (фізично) магнітний полюс, розташований у Північній півкулі, називають Північним магнітним полюсом.