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)