Геомагнетизм

“ Геомагнетизм ”
Программа дисциплины
Составитель – доцент Н.Н.Семаков
Рецензент – профессор А.В.Ладынин
1. Организационно-методический раздел
1.1 Курс «Геомагнетизм» предназначен для студентов, обучающимся по специальности «Геофизические
методы исследования Земной коры» и «Геомеханика» направления 51100 «Геология».
1.2. Цели и задачи курса
Основной целью курса является ознакомление студентов – геофизиков и геомехаников с историей,
методами, результатами и проблемами изучения главного магнитного поля Земли и его вековых вариаций.
Задачи курса:
1) дать представление о становлении геомагнетизма как науки;
2) раскрыть взаимосвязь развития представлений о магнитном поле с развитием аппаратуры и способов
анализа;
3) показать важность методологических и терминологических аспектов в геомагнитных исследованиях;
4) охарактеризовать особенности пространственно-временной морфологии современного магнитного поля;
5) обозначить проблемы реконструкции морфологии древнего магнитного поля и использования
палеомагнитных результатов в геодинамике.
1.3. Степень усвоения содержания курса
После изучения курса «Геомагнетизм» студент должен:
- иметь представление об истории и современном состоянии изучения магнитного поля Земли, методах его
исследования, а также о развитии международной кооперации;
- знать нерешенные проблемы в изучении главного магнитного поля Земли;
- уметь поставить конкретную задачу в изучении магнитного поля и его вековых вариаций и найти подходы
к ее решению.
1.4 Формы контроля
Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом предусмотрен экзамен.
Текущий контроль осуществляется посредством вопросов по ходу лекций и проверки выполнения задания
на самостоятельную работу.
2. Содержание дисциплины
2.1 Курс знакомит студентов с развитием и современным состоянием представлений о магнитном поле
Земли.
2.2 Тематический план курса ( распределение часов)
Наименование темы
1. Геомагнитная терминология
2. История геомагнитных исследований
3. Международная кооперация
4. Методы исследования магнитного поля
5. Магнитные обсерватории и пункты векового хода
6. Способы описания магнитного поля Земли
7. Морфология современного магнитного поля
8. Локальная магнитная постоянная и магнитный момент Земли
9. Виртуальные, истинные и геомагнитные полюсы
10. Оценки степени дипольности магнитного поля
11. Полярность, инверсии, экскурсы
Количество лекционных часов
2
2
2
2
2
2
4
2
4
4
4
12. Базовые гипотезы палеомагнетизма
13. Истинный и кажущийся дрейф магнитных полюсов
14. Геомагнетизм и геодинамика
15. Пространственно временные аномалии магнитного поля
16. Вековые геомагнитные вариации
17. Магнитные бури
18. Гипотезы о происхождении магнитного поля
19. Магнитные поля планет солнечной системы и Солнца
Итого по курсу
4
2
4
4
4
2
2
2
54
2.3 Содержание тем
1. Геомагнитная терминология
Неоднозначность применяемой терминологии. Корректность некоторых из широко используемых понятий.
Базовые термины: дипольность, полярность, инверсии, виртуальный и истинный полюсы, геомагнитный
полюс, палеомагнитный полюс.
2. История геомагнитных исследований
Первые сведения о неоднородности и изменчивости магнитного поля Земли. Магнитные карты и каталоги.
Экспедиционные геомагнитные исследования в различных широтах.
3. Международная кооперация
Первый (1882-1883) и Второй (1932-1933) Полярные Годы, Международный Геофизический Год (19571958), проекты «Геомагнитный меридиан», INTERMAGNET и другие.
4. Методы исследования магнитного поля
Различие видов магнитных съемок (наземная, морская, скважинная, воздушная, космическая) и
применяемых методик.
5. Магнитные обсерватории и пункты векового хода
Возникновение мировой сети магнитных обсерваторий. Магнитные обсерватории России и Сибири.
Создание сети пунктов векового хода.
6. Способы описания магнитного поля Земли
Каталоги, карты, аналитическое представление
7. Морфология современного магнитного поля
Мировые магнитные аномалии, изменчивость картины магнитного поля Земли.
8. Локальная магнитная постоянная и магнитный момент Земли
Связь локальной магнитной постоянной с магнитным моментом. Возможности использования локальной
постоянной для анализа пространственно-временной картины магнитного поля.
9. Виртуальные, истинные и геомагнитные полюсы
Несовпадение географических и магнитных полюсов. Проблема корректности «полюсной» терминологии.
10. Оценки степени дипольности магнитного поля
Различие способов оценки степени дипольности. Использование локальной магнитной постоянной и
разброса виртуальных магнитных полюсов для оценки дипольности.
11. Полярность, инверсии, экскурсы
Связь понятий «полярность» и «инверсия». Неоднозначность термина «экскурс магнитного поля».
12. Базовые гипотезы палеомагнетизма.
Гипотезы палеомагнетизма и палеомагнитологии. Дипольные гипотезы: центрального осевого диполя,
единого центрального диполя, единого смещенного диполя, центральных региональных диполей.
13. Истинный и кажущийся дрейф магнитных полюсов
Различие движения виртуальных, истинных и геомагнитных полюсов. Современные скорости движения
полюсов. Истинный и кажущийся дрейф палеомагнитных полюсов. Дрейф кажущегося палеомагнитного
полюса.
14. Геомагнетизм и геодинамика
Возможность и корректность использования различных палеомагнитных гипотез в геодинамике. Движение
магнитных полюсов и геодинамические реконструкции.
15. Пространственно-временные аномалии магнитного поля
Мировые и региональные магнитные аномалии. Аномалии ( фокусы ) векового хода.
16. Вековые вариации
Получение среднегодовых значений элементов земного магнетизма в обсерваториях, приведение к середине
года измерений на пунктах векового хода, в маршрутах и рейсах. Связь вековых вариаций с процессами во
внутренних и внешних источниках магнитного поля Земли
17. Магнитные бури
Интенсивность и длительность магнитных бурь. Связь с солнечной активностью.
18. Гипотезы о происхождении магнитного поля
Виды гипотез. Способы оценки достоверности гипотез. Глобальные особенности магнитного поля, которые
должна объяснять гипотеза.
19. Магнитные поля планет солнечной системы и Солнца
Изученность магнитного поля планет и Солнца. Сходство и различие параметров магнитного поля планет.
Зависимость магнитного поля Земли от процессов на Солнце.
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Список основной и дополнительной литературы:
Учебники, монографии
1. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Изд-во ЛГУ, 1978
2. Калинин Ю.Д. Вековые геомагнитные вариации. Изд-во «Наука», Новосибирск, 1984
3. Jacobs J.A. Reversals of the Earth s Magnetic Field . Cambridge, University press, 1994
4. Физика Земли. Новый взгляд на некоторые проблемы. Изд-во «Наука», Новосибирск, 1989.
Справочники
1. Магниторазведка. М.: Недра, 1990.
2. Петромагнетизм и палеомагнетизм. М. Наука, 1985.
3. Ладынин А.В. Геофизический словарь-справочник для геологов. Изд-во НГУ, Новосибирск,2009.
Задание на самостоятельную работу:
По среднегодовым значениям элементов земного магнетизма в двух обсерваториях ( которые студент
выбирает сам с каталогов INTERMAGNET ) сделать расчеты расстояний между их виртуальными
магнитными полюсами, путь, пройденный полюсом за все время наблюдений, скорость движения полюса,
скорость изменения магнитного момента и оценить дипольность магнитного поля.
Составил доцент кафедры геофизики НГУ
2009 г.
Н.Н.Семаков