Чтобы охарактеризовать магнитное поле, надо знать не только его величину,
но и направление. Направление определяется относительно географических
координат Земли и задается двумя углами: склонением и наклонением. Склонение
— это угол между географическим и магнитным меридианами, т. е. между
истинным направлением на север и тем, которое указывает магнитная стрелка.
Наклонение — угол между направлением магнитной стрелки, вращающейся
вокруг горизонтальной оси, и горизонтальной плоскостью. Для намагниченного
шара характерно именно распределение наклонения: оно связано с географическими
координатами соотношением tgJ = 2tg0, где J — наклонение,
а 0 — широта места наблюдения.
Величина магнитного поля Земли очень мала: около 0,5 эрстеда. Для сравнения
напомним, что магнитное поле около полюсов магнита, употребляемых для опытов
в школе, составляет несколько десятков эрстед.
В наше время магнитное поле на поверхности Земли изучено достаточно
хорошо. Выяснилось, что оно непрерывно изменяется, поэтому круглый год
отряды магнитологов бороздят континенты, измеряя и вновь перемеряя магнитное
поле. Специальные суда, построенные из немагнитных материалов, исследуют
магнитное поле на морях и океанах. Оснащенные специальными приборами, самолеты
записывают магнитное поле в труднодоступных районах или просто на обширных
территориях. В различных точках Земли — на экваторе и около полюсов, около
столиц мира и в отдаленных районах, на дрейфующих льдинах и в обсерваториях
— ведется непрерывное наблюдение за магнитным полем Земли, за его мельчайшими
изменениями. Передают сведения о магнитном поле спутники, на борту которых
установлены специальные приборы. Вся эта многочисленная и многообразная
информация поступает в наиболее крупные обсерватории, обрабатывается там,
подвергается математическому анализу. На основании всех этих данных сейчас
можно говорить об особенностях геомагнитного поля.
Геомагнитное поле в общих чертах похоже на дипольное. Что это
означает? Диполем называется магнит, полюсы которого находятся очень
близко друг к другу. Диполь в общих чертах представляет собой модель геомагнитного
поля Земли. Если диполь находится в центре шара, магнитное поле на его
поверхности имеет такие особенности: у шара будут два полюса, расположенных
в диаметрально противоположных точках. Около полюсов величина поля в два
раза больше, чем на «экваторе», а наклонение описывается формулой tgJ
= 2tg0.
Магнитное поле Земли, как и дипольное, имеет два полюса. Величина геомагнитного
поля на полюсах примерно в два раза больше, чем на экваторе, закономерность
изменения наклонения с широтой такая же, как и у дипольного поля.
Давно установлено, что магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими.
Магнитная ось наклонена к оси вращения на 11,5°. Отсюда и возникает склонение,
т. е. несовпадение магнитных меридианов с географическими. Магнитный полюс
в Северном полушарии находится около берегов Северной Америки (71° с. ш.,
96° з. д.), а магнитный полюс в Южном полушарии — около берегов Антарктики,
на долготе Австралии (70° ю. ш., 150° в. д.). Как можно заметить, полюсы
не находятся в диаметрально противоположных точках земного шара. Магнитная
ось не только не совпадает с осью вращения по направлению, но и не проходит
через центр Земли; кроме того, величина поля в Северном полушарии несколько
больше, чем в Южном.
В некоторых областях на поверхности Земли реальное магнитное поле значительно
отличается от дипольного. Такие области называются континентальными аномалиями.
Их происхождение, в отличие от магнитных аномалий, связано не с намагниченными
слоями внутри Земли, а с самим процессом возникновения земного магнитного
поля.
Самая значительная из континентальных аномалий — так называемый Восточно-Сибирский
овал на востоке Азиатского материка. Здесь наблюдается резкое отступление
склонения от того, которое было бы в случае любым образом размещенного
диполя. Увеличение напряженности магнитного поля наблюдается, кроме того,
в районе Зондских островов.
Нарушают основное магнитное поле Земли и магнитные аномалии, которые
создаются намагниченными телами, например залежами различных руд железа.
Главная