Пространственно- временная структура магнитного поля Земли Щербаков Валерий ГО «Борок» ИФЗ РАН. - презентация

1 Пространственно- временная структура магнитного поля Земли Щербаков Валерий ГО «Борок» ИФЗ РАН

2

3

4 План доклада 1. Структура современного геомагнитного поля. 2. Геомагнитное поле в геологическом прошлом: а) Время возникновения б) Интенсивность в) Инверсии 3. Магнитосфера во время инверсий и экскурсов. 4. Грядёт ли инверсия? 1. Структура современного геомагнитного поля. 2. Геомагнитное поле в геологическом прошлом: а) Время возникновения б) Интенсивность в) Инверсии 3. Магнитосфера во время инверсий и экскурсов. 4. Грядёт ли инверсия?

5 Потенциал геомагнитного поля представляется в виде разложения по сферическим функциям. Дипольный член разложения = Ам 2

6

7

8 Magnetic field at the surface of Earths core. The central circle denotes the position of the solid inner core. Most surprisingly, the magnetic field is strongest (deepest blue) not over the North Pole, as one would expect from a dipole field, but in two blobs outside the central circle. The field within the circle is nearly zero (blue/orange boundary). This is the effect of the tangent cylinder, an imaginary cylinder around the inner core aligned with the geographical axis, that creates different dynamics in the polar regions.

9

10

11 Фанерозой 1198 определений VDM (критерии отбора)

12

13

14

15

16 Форма магнитосферы и её защитные от радиации функции слабо зависят от величины поля.

17

18 Намного более существенный фактор – инверсии и экскурсы, когда полюса попадают в экваториальную область.

19 В современной магнитосфере отношение плотности кинетической энергии солнечной плазмы, закачанной в радиационные пояса, к плотности энергии геомагнитного поля, порядка (во время очень сильных бурь ). Если же полюса попадают в экваториальную область, то это отношение может стать порядка единицы. Как следствие, сильнейшие магнитные бури.

20

21

22

23 = 300 тысяч лет Вероятность наступления инверсии Время (тысячи лет)

24 Устойчивый безгранично делимый закон с бесконечными математическим ожиданием и дисперсией

25 1.8

26 Время (тысячи лет) Вероятность наступления инверсии по модели случайного блуждания

27 Эпоха стабильной полярности Брюнеса

28 Апостериорная вероятность (современная эпоха) Априорная вероятность Эмпирическая вероятность времени наступления ближайшей инверсии

29 Априорная вероятность Апостериорная вероятность (современная эпоха)

30 n + m = чётное число n + m = нечётное число Работа геодинамо стабильна, если На границе ядро-мантия

31

32 VDM против наклонения для модели геомагнитного поля на 2005 год

33 Выводы 1.Геомагнитное поле возникло более 3 млрд. лет тому назад. 2. Изменения интенсивности геомагнитного поля, усреднённого по длительным интервалам времени (миллионы лет) за геологическую историю Земли не превышали трёхкратного уровня. 3. И нтенсивность геомагнитного поля изменя е тся на порядок величины за интервал времени порядка одной тысячи лет во время инверсий или экскурсов, когда у геомагнитного поля может оказаться несколько полюсов. 4. Резко возросший поток энергии через магнитосферу и увеличение радиации на поверхности Земли во время инверсий или экскурсов, когда один из полюсов находиться вблизи экватора, могут замет но повлиять на климат и мутагенность биоты Земли. 5. Вероятность возникновения инверсии геомагнитного поля в ближайшие 5000 лет не превышает 0.5 %. 6. Предостережение. Вероятность возникновения очередного экскурса, а вместе с ним и всех проблем, связанных с резким ростом потока энергии и радиации, оценивается скорее в несколько процентов за эти же 5000 лет.