Источники наблюдаемого магнитного поля в ядре Земли С.В. Старченко ИЗМИРАН. - презентация

1 Источники наблюдаемого магнитного поля в ядре Земли С.В. Старченко ИЗМИРАН

2 Круги – это, – квадраты, – ромбы лет -770 лет -290 лет Относительные изменения компонент геомагнитного диполя.

3 Geodynamo numerical models: Real Earths liquid core:

4 Дипольные IGRF периоды роста +/- затухания в годах. Круги –, квадраты – и ромбы – Главный источник осевого диполя – собственная диффуз. функция с n=1, m=0, k=4 (r-число) и периодом 1670 лет. ПРОВОДИМОСТЬ σ = (5.5 ± 0.7)10 5 См/м Инверсия/экскурс начнется не раньше чем через 2000/1000 лет

5

6 Форма магнитосферы и её защитные от радиации функции слабо зависят от величины поля. Более существенный фактор – инверсии и экскурсы, когда полюса попадают в экваториальную область.

7 ΩRcΩRc Композиционная конвекция 1963 Брагинский С.И. & Jacobs J.A. Восточное супервращение твердого ядра: Bullard (1949), seismic & numerical MHD (1996). Западный дрейф областей у границы ядро-мантия.

8

9 Эволюция системы мантия- ядро

10

11

12

13

14 Гравитационная энергия (10 29 Дж), выделяющаяся при эродировании твердого протоядра Линии на графике (снизу вверх) – мощность эродированного слоя: 250 км, 500 км, 1000 км и 2000 км

15 При X=0.5 выделится ~ Дж, что в среднем даст ~20 ТВт за 4.5 млрд. Энергия выделяется неравномерно. На первом этапе ~500 млн. лет мощность процесса наименьшая. Затем она нарастает до максимума ~2.5 млрд. лет назад. После чего мощность процесса и интенсивность магнитного поля спадают до минимума, который появляется ~1.5 млрд. лет назад.

16 Если современный осевой диполь уменьшает свою величину со временем по экспоненте – то его источник в ядре может быть представлен собственной магнитно - диффузионной функцией (или 4*2 петли тока). При этом соответствующая IGRF ( ) проводимость ядра (5.5 ± 0.7)10 5 См/м, а инверсия/экскурс могут начаться не раньше чем через 2000/1000 лет. Впервые предложено и частично доказано расчетами, изотопными и палеомагнитными данными, что, альтернативно общепринятой гипотезе, современное твердое ядро является небольшим остатком от протоядра, которое ~3 млрд. лет растворялось в растущем и опускающемся жидком ядре. При этом выделялось столько энергии, что ее было достаточно не только для ранней генерации значимого геомагнитного поля, но и для существенного вклада в энергетику, определяющую эволюцию ядра, мантии и коры.