Однако и тогда, когда Солнце спокойно, магнитное поле Земли не остается неизменным. Ультрафиолетовые лучи Солнца ионизируют верхние слои атмосферы (ионосферу), причем днем ионов там гораздо больше, чем ночью. По действием солнечных и лунных приливов ионосферные слои непрерывно движутся в магнитном поле Земли, и в них индуцируются, как в роторе динамо-машины, свои ионосферные токи, изменяющие магнитное поле Земли и заставляющие стрелки компасов хотя и незначительно, но беспрерывно колебаться. Наконец, существуют очень медленные, но тем не менее непрерывно продолжающиеся вековые изменения земного магнитного поля.
Согласитесь, что Земля по своим магнитным свойствам мало напоминает школьный постоянный магнит.
Земные недра и магнитные аномалии
Для главной темы этой книги — знакомство с земными недрами — особенно интересны местные земные магнитные аномалии. В зависимости от масштабов их делят на локальные, региональные и мировые. Первые имеют в поперечнике всего несколько километров, вторые — десятки и сотни километров, а третьи — тысячи километров. Во всех этих аномалиях магнитное поле необычно велико и его напряженность (по вертикали) достигает 1–2 эрстед.
Причина локальных аномалий — присутствие в данном районе больших залежей намагниченных пород. Самые заметные магнитные аномалии порождаются железными рудами, менее значительные— изверженными (базальты, диабазы) и метаморфическими (железистые кварциты) породами. Что касается мировых и крупных региональных магнитный аномалий, то их существование связано, по- видимому, с физическими особенностями глубоких слоев земной коры и даже верхней мантии. В последнем случае изучение аномалий особенно перспективно — ведь самая глубокая буровая скважина прошла более 11 км, тогда как при детальном изучении земного магнетизма можно узнать о свойствах вещества, находящегося на гораздо больших глубинах. Лишь на глубине 40—100 км температура становится такой высокой, что о намагничивании земных пород не может быть и речи.
Магнитные карты Земли, на которых изображены кривые равной напряженности, по существу напоминают рентгенограмму нашей планеты. Вся территория Советского Союза покрыта аэромагнитной съемкой, причем среднее расстояние между маршрутами полетов не превышает нескольких километров. Все, даже небольшие аномалии на этой карте должны получить объяснение и помочь разведке полезных ископаемых. В сущности, глубинная «магнитная разведка» преследует три цели: региональное изучение глубинного строения Земли, прослеживание различных структур в кристаллическом фундаменте земной коры и, наконец, поиски железорудных месторождений.
На общей магнитной карте Земли выделяются три мировые аномалии — одна в Канаде, вторая в Антарктиде, третья в нашей стране, между Енисеем и Леной. Происхождение их пока не совсем ясно, но зато в других случаях «холмы» магнитной карты привели к открытию мощных залежей очень полезных для промышленности пород. Классический пример — Курская магнитная аномалия (КМА), огромная кладовая железа, разработке которой В. И. Ленин уделял исключительное внимание. Открытие Курской аномалии В. В. Маяковский приветствовал стихами:
Ленинский декрет 1919 г. об изучении Курской магнитной аномалии ознаменовал собой рождение советской разведочной геофизики.
Ныне известно, что КМА представляет собой два подземных почти параллельных железорудных хребта. Один из них имеет ширину около 25 км и тянется к югу на 400 км, другой на 5 км шире и на 200 км длиннее. Стрелка компаса в этих районах вместо севера иногда показывает на восток, запад и даже на юг!
Однако не все железные руды усиливают магнитное поле Земли, некоторые ослабляют его, что связано с обратным намагничиванием этих пород. Значит, не только «холмы», но и «впадины» на магнитных картах могут указывать на залежи полезных ископаемых. К числу таких необычных магнитных аномалий принадлежит Ангаро-Илимская аномалия, обнаруженная в 1923 г. Есть отрицательные аномалии в Южной Африке и Северной Англии, на территории обеих Америк и в других местах земного шара.