ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора................... 3

Введение. Краткие исторические сведения.............. 9

Часть I ГЛАВНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

Основные условные обозначения................ 22

Глава 1. Основные законы стационарного магнитного поля ... 23

§ 1. Аналитическое описание стационарного магнитного поля — Общие положения (23). Решение уравнения Лапласа (25). Формула Пуассона (30).

§ 2. Магнитное поле замкнутого линейного контура .... 35

§ 3. Магнитное поле намагниченного тела....... 37

Потенциал намагниченного тела (37). Разложение по­тенциала намагниченного тела в ряд по сферическим функциям (41),

§ 4. Обратная задача теории потенциала........ 45

Глава 2. Элементы магнитного поля Земли, его представление и мето­ды исследования .................... 49

§ 1. Элементы земного магнетизма........... —

§ 2. Методы исследования магнитного поля...... 51

Наземные съемки (52). Морские съемки (54). Аэромаг­нитные съемки (59). Спутниковые съемки (61). Магнит­ные обсерватории (61). Косвенные методы (62).

§ 3. Методы представления геомагнитного поля...... 62

Каталоги (62). Карты (63).

Глава 3. Аналитическое представление магнитного поля Земли . 71

§ 1. Представление магнитного поля с помощью сферических

гармонических функций............. —

Магнитное поле Земли как поле однородно намагничен­ной сферы (71). Представление геомагнитного потенциа­ла и его производных в виде ряда (73). Разделение гео­магнитного поля на «внутреннее», «внешнее» и «вихре­вое» (76). Физическое значение членов ряда Гаусса (80).

§ 2. Современные сферические гармонические и модульные

анализы..................... 84

Сферические гармонические анализы (84). Модульный анализ (89). Анализ сферических гармонических коэф­фициентов (91). Основные характеристики геомагнитно­го поля по данным сферических гармонических анали­зов (97). Сферические гармонические анализы поля за прошлые эпохи (102).

Глава 4. Структура магнитного поля Земли .......... 107

§ 1. Геомагнитное поле как сумма полей, созданных различ­ными источниками............... —

§ 2. Методы разделения поля на составляющие...... 110

§ 3. Недипольная и аномальная части главного магнитного поля .................... 116

Недипольное поле (116). Аномальное поле (120).

Глава 5. Вековые вариации магнитного поля Земли ..... 131

§ 1. Вековые вариации и их характеристики ...... — Вековой ход (131). Центры векового хода (138). Изме­нение магнитного момента Земли (139). Спектр вековых вариаций (144). Западный дрейф геомагнитного поля (147).

§ 2. Анализ результатов наблюдения вековых вариаций ... 151

§ 3. Вековые вариации и другие геофизические явления ..157

 § 4. Аномалии векового хода............. 159

Глава 6. Основы теории ферромагнитных явлений ...... 162

§ 1. Феноменологическая теория ферромагнетизма ..... — Внутренняя обменная энергия ферромагнетиков (163). Доменная структура ферромагнетиков (166). Энергия граничного слоя (168). Размер доменов (169).

§ 2. Основные типы взаимодействий в ферромагнитном кри­сталле...............170

Энергия анизотропии (170). Магнитоупругая энергия и энергия упругих напряжений (171). Магнитостатиче­ская энергия (173). Магнитная энергия (173). Условия устойчивого состояния ферромагнетика (173).

§ 3. Процесс намагничивания ферромагнитного кристалла .. 174 Намагничивание однодоменного кристалла (174). На­магничивание монокристалла с доменной структурой (177). Явление гистерезиса при смещении границ до­менов (178).

§ 4. Свойства малых частиц ферромагнетика ...... 179

§ 5. Антиферромагнетизм.............. 181

Скомпенсированные антиферромагнетики (181). Ферри­ты (181).

Глава 7. Магнетизм горных пород ............... 185

§ 1. Виды намагничивания.............. —

§ 2. Нормальная и идеальная намагниченности...... 186

Нормальная намагниченность (186). Идеальная намаг­ниченность (187).

§ 3. Термоостаточная намагниченность ........ 189

§ 4. Химическая намагниченность.......... 197

§ 5. Вязкая намагниченность............ 199

Теория магнитной вязкости (199). Вязкость в области Релея (203).

§ 6. Пьезо- и динамическая намагниченности ...... 206 Пьезоостаточная намагниченность (206), Динамическая намагниченность (208).

 § 7. Ориентационная намагниченность ........ 209

§ 8. Переходная термоостаточная намагниченность .... 213

§ 9. Описание остаточной намагниченности с помощью диа­граммы Прейзаха................216

§ 10 Стабильность различных видов остаточной намагничен­ности.................... 221

§ 11. Магнитные минералы..............227

Условия образования (227). Магнитные свойства (231).

§ 12. Магнитные свойства метеоритов и лунных пород ... 240

§ 13. Причины обратной намагниченности горных пород .. 245

§ 14. Зависимость намагниченности любого тела от его формы 251

§ 15. Зависимость интенсивности аномалий от магнитных свойств горных пород..............256

Глава 8. Палеомагнетизм .................259

§ 1. Возникновение учения о палеомагнетизме и его основ­ные принципы ................ —

§ 2. Методы палеомагнитных исследований.......262

Отбор образцов (262). Определение направления векто­ра естественной остаточной намагниченности (263). Определение первичной намагниченности (264). Опреде­ление направления магнитной оси земного шара (266). Оценка погрешности определения древнего магнитного поля (268). Оценка погрешности определения местопо­ложения геомагнитных полюсов (272). Палеомагнитные полюсы (272).

§ 3. Результаты палеомагнитных исследований ...... 275

Геомагнитные инверсии (275). Напряженность древнего геомагнитного поля (278). Древние вековые вариации и инверсии геомагнитного поля (281). Миграция полю­сов и дрейф континентов (285).

§ 4. Использование данных палеомагнитных исследований

в геологии.................. 287

Палеомагнитный метод расчленения и корреляции оса­дочных толщ (287). Определение возраста горных по­род по положению палеомагнитных полюсов (288). Па­леомагнитная геохронологическая шкала (289). Палео­магнитный метод изучения деформации земной коры (290).

Глава 9. Физические теории главного магнитного поля Земли .... 291

§ 1. Гипотезы происхождения магнитного поля Земли ... —

§ 2. Внутреннее строение Земли и ее физические свойства 298 Механические свойства (298). Электрические свойства (301). Температура внутри Земли (301).

§ 3. Ядро земного шара как источник его магнитного поля 304

§ 4. Математическое обоснование теории динамо-эффекта .. 307

§ 5. Вращение проводящей сферы в постоянном магнитном поле.................... 315

§ 6. Теорема о невозможности аксиально-симметричного ди­намо.....................320

§ 7. Модель самовозбуждения поля Э. Булларда.....322

§ 8. Термодинамическое обоснование динамо-эффекта ... 329 Неустойчивость жидкости в поле тяжести (330). Не­устойчивость жидкости при отсутствии внешних воздей­ствий (337). Неустойчивость жидкости при внешних воздействиях (338).

§ 9. Условия образования тороидального магнитного поля

В в ядре в процессе регенерации .........340

§ 10. Основные особенности геомагнитного поля, объясняемые

динамо-теорией............... 334

§ 11. Теория самообращения магнитной оси земного шара .. 346

Заключение. Внутреннее строение Земли по геомагнитным данным .... 354

Указатель литературы....................369

Часть II

ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

Основные условные обозначения................. 384

Глава 1. Вариации магнитного поля Земл и методы их исследования 385

§ 1. Классификация магнитных вариаций ........ —

Невозмущенные вариации (385). Возмущенные вариации (386).

§ 2.. Методы выделения суточных магнитных вариаций ... 386 Статистические методы (387). Метод гармонического анализа (389). Метод сферического анализа (391).

§ 3. Магнитная активность и ее характеристики.....393

Меры активности (393). Kр-Индекс и аp-индекс (394). u-Mepa (395). Q-Индекс и rH-индекс (396). AU-Индекс, AL-индекс и AE-индекс (397). Dst-Индекс (398). РС-Ин­декс и PCL-индекс (401).

§ 4. Солнечная активность и ее связь с магнитной актив­ностыо...................401

Глава 2. Периодические геомагнитные вариации 411

§ 1. Солнечно-суточные вариации геомагнитного поля ... —

§ 2. Система электрических токов, соответствующая полю суточных геомагнитных вариаций ......... 415

§ 3. Лунно-суточные вариации геомагнитного поля .... 420

§ 4. Физические причины солнечно-суточных геомагнитных

вариаций ................... 423

Глава 3. Геомагнитные возмущения..............426

§ 1. Магнитные бури.............. —

Общая характеристика (426). Интенсивность магнитных бурь (427). Частота магнитных бурь (428).

§ 2. Классификация геомагнитных возмущений ...... 430 Классификация Чепмена — Бартельса (430). Классифи­кация М. Боброва (431). Современная классификация (434).

§ 3. DCF-Возмущение и DR-возмущение ......... 435

§ 4. Авроральные магнитные возмущения.......441

Общая характеристика (441). Возмущенная суточная SD-вариация (446). Магнитная суббуря (токовые си­стемы) (447).

§ 5. Возмущения в полярных шапках.......... 451

Усреднённая солнечно-суточная вариация (452). DP2-Вариация (453). DР3-Возмущения (приполюсные DР-ва-риации) (457). DР4-Вариация (459).

§ 6. Геомагнитные пульсации ............ 462

Общая характеристика (462). Классификация (464). Ос­новные свойства (465).

§ 7. Развитие суббури в геомагнитных пульсациях .... 476 Предварительная фаза (476). Взрывная фаза (479). Вос­становительная фаза (480). Суббуря при малых Kр (480).

Глава 4. Явления, сопутствующие геомагнитным вариациям.....482

§ 1. Ионосфера и ее свойства........... —

Образование ионосферы (482). Структура ионосферы (487). Регулярные вариации ионосферных параметров (497). Геомагнитные возмущения и возмущения в ионо­сфере (498). Электропроводность ионосферы (500).

§ 2. Полярные сияния ...............507

Форма сияний (507). Яркость сияний (508). Направление лучей сияний (509). Высота сияний (509), Географиче­ское распределение сияний (514). Спектр сияний (515). Связь сияний с магнитной и солнечной активностями (5,17).

Глава 5. Теория полярных сияний и магнитных возмущений.....520

§ 1. Теория полярных сияний К* Штёрмера.......521

§ 2. Взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем.

Строение магнитосферы.............530

Поле DCF (530). Строение магнитосферы (533). Разви­тие магнитосферной суббури по наземным данным (537). Генерация электрических полей в магнитосфере (538). Генерация DP1-возмущений (542). Теория DR-токов (545).

Заключение. Магнитосферная буря: современное состояние проблемы и пер­спективы исследований................ 549

Указатель литературы.................... 554

Приложения........................562

 I. Суточный ход склонения в г. Павловске. Июнь 1930 г. (562).

II. Список обсерваторий (564).

III. Рекомендуе­мая литература по курсам «Гравитационное и магнитное поле Земли», «Аэрономия» и «Основы теории магне­тизма» (562).

Предметный указатель....................... 578

 

(Яновский Б.М. “Земной магнетизм” 1978)