Вариации магнитного поля

Наблюдения магнитного поля Земли в течение длительного времени показывают, что напряженность магнитного поля и его элементы изменяются во времени. Эти изме- нения получили название вариаций: δТвар, δZвар и др. По частотному составу, интен- сивности и происхождению принято различать четыре вида магнитных вариаций: веко- вые, годовые, суточные и магнитные возмущения (бури). Вековые вариации магнитно- го поля происходят в течение длительных периодов времени в десятки и сотни лет и приводят к значительным изменениям среднегодовых значений элементов земного магнетизма. Под изменением того или иного элемента магнитного поля (вековой ход) понимают разности значений этих элементов в разные эпохи, деленные на число лет между эпохами. Вековой ход рассчитывают по наблюдениям напряженности поля на магнитных обсерваториях и опорных пунктах. Поскольку подобных многовековых на- блюдений мало, то закономерность вековых вариаций установить трудно, хотя намеча- ется их изменение с периодом в несколько сотен лет. Степень изменения элементов земного магнитного поля различна для разных районов Земли, имеется несколько зон (фокусов), в которых они максимальны. Возникновение вековых вариаций, видимо, объясняется процессами, протекающими внутри Земли (в ядре и на границе ядра с ман- тией). В меньшей степени они связаны с особенностями строения земной коры.

На постоянное поле Земли накладывается переменное магнитное поле (вариации годовые, суточные, магнитные бури), вызванное внешними процессами, происходящи- ми в ионосфере. Годовые вариации — это изменения среднемесячных значений на- пряженности магнитного поля. Они характеризуются небольшой амплитудой. Суточ- ные вариации связаны с солнечно-суточными и лунно-суточными изменениями на- пряженности магнитного поля из-за изменения солнечной активности. Вариации дости- гают максимума в полдень по местному времени и при противостоянии Луны. Ампли- туда суточных вариаций зависит от магнитной широты района наблюдения и изменяет- ся от первых десятков до 200 нТл при переходе от экватора к полюсам. Годовые и су- точные вариации являются плавными, периодическими. Их называют невозмущенными вариациями.

Кроме невозмущенных (периодических) вариаций существуют возмущенные ва- риации, к которым относятся непериодические импульсные вариации и магнитные бури. Магнитные бури бывают разной интенсивности (до 1000 нТл и более) и охваты- вают, как правило, большие площади. Они возникают спорадически и проходят по всей земной поверхности либо одновременно, либо с запаздыванием до нескольких часов. Продолжительность магнитных бурь колеблется от нескольких часов до нескольких суток, а интенсивность изменяется от нескольких до тысяч нанотесл. Намечается чет- кая связь между интенсивностью магнитных бурь и солнечной активностью. В годы максимумов солнечной активности, период которых около 11 лет, наблюдается наи- большее число бурь. При проведении магниторазведки необходимо учитывать и ис- ключать вариации магнитного поля, если их амплитуды сравнимы со значениями ано- малий магнитного поля от изучаемых геологических структур или превышают их.

Таким образом, в общем виде полный вектор напряженности магнитного поля

Земли можно представить в виде

T = Tнорм + δТвар + ΔТа (3.3)

С учетом выражения (3.2) аномальное магнитное поле рассчитывают по формуле

ΔТа = T - Tнорм - δТвар (3.4)

Аналогично расчетам аномалии полного вектора напряженности магнитного поля определяют аномалии других элементов (ΔZа, ΔHа).