ВЕКОВЫЕ ВАРИАЦИИ

ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ (ВВ) – циклические изменения величины и направления геомагнитного поля во времени. Характерные времена ВВ – от десятков лет до десяти тысяч лет; иногда термин ВВ распространяют на все вариации геомагнитного поля, имеющие внутреннее происхождение, т.е. от характерных времен Т<100 лет до сотен миллионов лет. Главной характеристикой ВВ является ее период Т, но по сути дела это не период, а характерное время, т.к. ни для одной из выделенных ВВ в настоящее время периодичность (синусоидальная форма) не доказана. ВВ изучаются тремя путями: 1) прямые измерения магнитного поля Земли в обсерваториях и на пунктах, где проводятся регулярные повторные измерения поля с интервалом в несколько лет. Эти измерения относятся к последним 200 годам и только в Париже, Лондоне и Риме велись наблюдения последние 600 лет; 2) археомагнитные исследования естественной остаточной намагниченности обожженных археологических объектов с известным положением во время обжига (печи, кирпичи, керамика и т.п.), фиксирующего величину и направление геомагнитного поля времени обжига. Имеется археомагнитная информация о ВВ для последних 10-15 тысяч лет; 3) палеомагнитные исследования последовательностей осадков и других горных пород; 4) детальные исследования непрерывной палеомагнитной записи в процессе остывания магматических тел. Палеомагнитная информация о ВВ обширна во времени и пространстве (особенно она ценна для интервалов времени, не охваченных археомагнитными данными).

Выделяются три класса ВВ: 1) с Т=20, 30 и 60 лет. Это крутильные колебания, возникающие из-за электромагнитного взаимодействия ядра с проводящей мантией. Морфология этих колебаний и высокая корреляция (К>0,9) с изменениями суточного вращения Земли подтверждают их принадлежность к классу крутильных. Они генерируются в верхнем слое жидкого ядра, граничащего с мантией; 2) основная часть ВВ, спектр их дискретен и включает колебания с Т=360, 600, 900, 1200, 1800, 2700, 3600, 5400 и 9000+/-10% лет. Этот ряд колебаний встречается повсеместно. ВВ данного класса связаны непосредственно с работой гидромагнитного динамо и являются либо его неотъемлемой частью (МАК-волны), либо обусловлены влиянием неоднородностей верхних частей ядра (граница ядро-мантия) на основную систему конвективных движений в ядре; вариация 9000+/-1000лет является собственным колебанием гидромагнитного динамо; 3) колебания, у которых Т>10000лет, "наведены" со стороны мантии и рассматриваются как модуляция процессов в ядре процессами в мантии. Такая модуляция может возникать при изменении теплового обмена между ядром и мантией; изменений, вызванных внешними факторами, как взаимодействие в системе Луна-Земля, прохождение Солнечной системы через плоскость Галактики и др.

ВВ являются частью тонкой структуры геомагнитного поля, кроме них к тонкой структуре относятся экскурсы (резкие отклонения геомагнитного поля, существенно превышающие амплитуду ВВ вплоть до смены полярности поля) и процессы протекания инверсий поля. Если меняются какие-либо параметры ядра – его размеры, форма, физические характеристики – это неминуемо скажется на тонкой структуре геомагнитного поля и в первую очередь на ВВ. Изучение ВВ в прошлом, таким образом, есть путь изучения эволюции жидкого ядра Земли и его взаимодействия с мантией.