ЗЕМНОЙ магнитизм
амплитуды больше и ход более правильный; ночью и амплитуды меньше и ход менее правилен. Если составить кривые суточного хода по отдельным месяцам, то окажется, что амплитуды больше и ход-правильнее летом; зимой же, наоборот, амплцтуды меньше и ход менее правилен (рис. 3). Рассматривая кривые суточного хода за ряд лет, в амплитуде и характере кривых можно обнаружить изменение, к-рое имеет одиннадцатилетний период, что очевидно также связано с солнечной деятельностью. Если взять среднее месячное значение элементов поля, то окажется, что они изменяются от месяца к месяцу. Эти изменения имеют характер периодический, и периодом служит год. Амплитуда этого изменения значительно меньше, чем амплитуда суточного хода. При рассмотрении этого изменения за ряд лет также обнаруживается колебание этого хода с одиннадцатилетним периодом.
Кроме указанных периодических изменений можно считать установленным изменение с периодом в 26 дней, к-рое очевидно связано с вращением Солнца. Иногда можно бывает еще отметить небольшие, но правильные колебания, период которых около 1 минуты.
Кроме перечисленных изменений периодического характера иногда еще наблюдаются изменения непериодические, быстрые и сильные. По своей интенсивности они обычно значительно превосходят все периодические изменения и носят название магнитных бурь. Возникают они одновременно на всем земном шаре. Интенсивность их от экватора к полюсам возрастает.
Статистические исследования частоты и интенсивности магнитных бурь привели к установлению одиннадцатилетнего периода, что связано опять-таки с деятельностью Солнца. Кроме этого имеется еще годовой период с двумя максимумами во время равноденствий.
Далее оказывается, что элементы поля меняются не только во времени, но и в пространстве. Так, если сличить данные различных обсерваторий для одного и того же момента времени, то окажется, что значения элементов поля в различных точках земного шара различны. Для изучения этих изменений в зависимости от места проводятся т. н. геомагнитные съемки (см. Съемки геомагнитные), т. е. через каждые 20 км производятся абсолютные определения элементов поля помощью походных инструментов. Разница в результатах измерений в различных пунктах будет обусловлена конечно не только разницей в месте, но и разницей во времени. Но последнюю разницу можно исключить на основании данных ближайшей обсерватории, и т. о. все наблюдения можно привести к одному моменту времени, или, как говорят, к одной эпохе. После такого приведения разница в результатах будет обусловлена только разницей в положении.
Если на карте соединить линиями те точки, к-рые имеют одинаковые значения данного элемента поля, то получим систему изомагнитных линий. Можно построить систему линий одинакового склонения, или систему изогон; систему линий одинаковой горизонтальной составляющей, или систему изодинам; систему линий одинакового наклонения, или систему изоклин, и т. д. Такие карты называются магнитными картами. Очевидно, что такие карты можно составить для любой эпохи. Сопоставление таких карт, составленных для ряда лет, приводит к убеждению, что на протяжении земной поверхности поле меняется медленно и б. с. э. т. xxvrgнепрерывно. Только в нек-рых местах встречаются значительные нарушения этого хода, и такие места называются аномальными районами. Если не обращать внимания на эти аномалии, к-рые объясняются местными причинами, то общий характер поля таков, как будто бы земной шар намагничен как целое, причем магнитная ось пересекает поверхность земли в двух точках, из которых одна имеет координаты 69° 8' с. ш. и 96° 27' з. д., а другая — 72° 25' ю. ш. и 154° в. д. Точки эти носят название магнитных полюсов и соответствуют нулевым значениям горизонтальной силы. Линия нулевых значений вертикальной составляющей называется магнитным экватором (см.).
Гаусс дал математическую теорию земного магнитного поля. Он показал, как можно вычислить значение элементов поля во всякой точке земной поверхности, а также во внешнем пространстве из наблюдений земной поверхности, независимо от каких бы то ни было гипотез относительно распределения магнитизма внутри земли. Теория Гаусса не дает объяснения физических причин существования земного поля. Вообще из распределения элементов поля на поверхности земли нельзя сделать каких-либо выводов о физических причинах существования поля, и для выяснения этого вопроса мы должны обратиться к другим областям знания.
Для объяснения физических причин существования земного поля было предложено очень много гипотез. Постоянное намагничивание Земли объясняется следующим образом. В эпоху своего возникновения Земля представляла собой раскаленный газообразный шар.
Наблюдения показывают, что Солнце, которое представляет собой тоже раскаленный газообразный шар, намагничено.*Способность материи к намагничиванию при столь высоких температурах можно объяснить теми высокими давлениями, к-рые имеют место в данном случае. По всей вероятности Земля в эпоху своего возникновения также была намагничена и остывала в этом поле. Когда образовавшаяся кора остыла ниже температуры, к-рая служит границей намагничивания, она намагнитилась вследствие индукции ядерного поля.
Магнитическую теорию суточного хода разработали Шустер и Бецольд. Они рассматривали суточный ход как результат наложения добавочного магнитного поля на постоянное магнитное поле земли. Шустер, а затем Фриче вычислили добавочное поле. Шустер кроме того доказал, что в большей своей части суточный ход нужно приписать внешним силам, относительно к-рых Шустер предложил следующую гипотезу: солнечная радиация, т. е. потоки весьма быстрых электронов, испускаемые Солнцем, обусловливает оцределенное распределение проводимости в верхних слоях атмосферы. В этих слоях наблюдаются движения, аналогичные приливам и отливам. Но т. к. эти движения происходят в магнитном поле Земли, то в этих слоях возникают электрические токи, которые и создают то добавочное магнитное поле, которое, по Шустеру, является причиной суточного хода.
Вообще говоря, солнечная радиация играет, по современным воззрениям, крупную роль в явлениях земного магнитизма. Потоки электронов (катодные лучи) вблизи Земли подвергаются действию земного магнитного поля, в результате чего они отклоняются от первоначаль24
