Характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля по археомагнитным данным

Начасова, Инга Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля по археомагнитным данным
ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля по археомагнитным данным"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

£ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ЗЕМЛИ __ им.О.Ю.ШМИДТА

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

УДК 550.384

НАЧАСОВА ИНГА ЕВГЕНЬЕВНА

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАРИАЦИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПО АРХЕОМАГНИТНЫМ ДАННЫМ

04.00.22 - Физика твердой Земли

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

МОСКВА-1998

Работа выполнена в Объединенном Институте физики Земли им.

'фициальиые оппоненты доктор физико-математических на\ 1. профессор Головкой Вадим I Петрович ( 11 ЯМ ИР РАН)

доктор физико-математических наук, профессор Храмов Алексей Никитич (ВНИГРИ МПС)

доктор физико-математических наук, профессор Гурарии Гаррп Зиновьевич ( ГИК РАН*

Ведущая организация: Казанский государственный университет, г.Казань

о У

Защита состоится " /.О " ноября 1998 г. в 1000 часов на заседании Диссертационного совета Д.002.08.02 по защите докторских диссертаций при Объединенном институте физики Земли ям.О.Ю.Шмидта Российской Акадешш Наук.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИФЗ РАН.

Ваш отзыв на автореферат просим направить в двух экземплярах, заверенных печатью, по адресу: 123810, Москва, ул.Большая Грузинская, 10, Ученому секретарю Диссертационного совета Д.002.08.02.

•• и I«>: п'фер;! | р,| нклая " " ЧЫ'^брк ¡'''■'О!

Учены!! секретарь диссертационного совета С^^^ А.М.Артамонов

Введение

Актуальность проблемы. Изучение изменения магнитного поля Земли во времени и в пространстве - это путь к пониманию механизма его возникновения и функционирования. Изменение геомагнитного поля отражает процессы, происходящие в недрах Земли, и изучение вариаций геомагнитного поля предоставляет возможность исследования этих процессов.

Для изучения внутреннего строения Земли необходимо создать теорию генерации геомагнитного поля, критерием правильности которой является сопоставление модели с картиной изменения геомагнитного поля, наблюдаемой на поверхности Земли. Вариации являются одной из главных характеристик магнитного поля Земли. Они были обнаружены в результате рассмотрения данных прямых наблюдений угловых элементов (склонения и наклонения) геомагнитного поля и его величины (напряженности).

По обсерваторным данным можно исследовать только часть спектра вековых вариаций; геомагнитного поля, содержащую вариации с периодами в несколько десятков лет. По данным прямых наблюдений об изменении угловых элементов геомагнитного поля можно сделать вывод о наличии вариаций с характерными временами в несколько столетий. Исследование вариаций геомагнитного поля с большими характерными временами требует знания об изменении геомагнитного поля в течение более длительного интервала времени.

Получить данные об изменении геомагнитного поля в более отдаленном прошлом можно, исследуя естественную остаточную намагниченность горных пород и объектов - следов жизнедеятельности человека, то есть проводя палео- и археомапштные исследования.

Объектами археомагнитных исследований являются камни из костров, фрагменты обожженных площадок и печей, бытовая и декоративная керамика, кирпичи и черепица. Предметом исследования - термонамагниченность материала, приобретенная в процессе обжига.

Данные о параметрах геомагнитного поля в прошлом накапливаются исследователями всего мира в течение многих лет. В результате исследования угловых элементов геомагнитного поля

был обнаружен западный дрейф поля; по данным, полученным в различных точках земной поверхности, был определен в общих • ..... , .•.!•• iti.i ,•. фьациП i гимен ни IИ'ч <> ¡i').'i;, ~ы:н: н<ич'члн-

. . .:•.■■:>!.■..' irr . .¡l;!li ¡.арШНК >1 J'.s.'li ЛПК' ilailj .K,i,;'IUI ^ !

leo.uai шиною ноля в заиисимосш от долготы места наблюдения,

; .:.;;:!;)■•'. > Г . V 41,IUI i ! 'inilinii: I ¡¡;я ПОЛ;: И ; !i J.'li¡.ii'i'HK

■ .ч .¡i. К 'e'tillfc I-IOII'IMHI.IV НСПР' ЧИНОрг-ЧИИЫ* lipor iprlfb il'.-'HHi I-

временных характеристик вариаций поля даже для последшхх двух-трех тысячелетий, хотя попытки обобщить имеющиеся данные и выяснить закономерности изменения геомагнитного поля :i;uvoipunn.v..s;incb различными исследова юлями неоднократно '.•лик и'. а.мыч у.нлш1Ы1. последних ."'обшешш ,m.i к-и-.. исследование С.П.Бурлахцсой [1984].

На основашш рассмотрения картины вековых вариаций геомагнитного поля С.И.Брагинский [1967] предположил, что вековые вариации могут быть качественно объяснены в рамках теории гидромагнитного динамо с помощью представления о магнитных волнах. Для получения количественных характеристик необходимо знать спектр магнитных волн, т.е. спектр вековых вариаций, который можно получить из анализа данных об изменении геомагнитного поля на поверхности Земли. Однако количество и качество использованных археомапштных данных в то время ке дало возможности решить вопрос - "дает ли представление поля волнами хоть и грубое, но физически реальное приближение" истинной картины поля [Брагинский С.И., 1979]. Приближение понимания механизма генерации геомагнитного поля возможно только в результате получения новых данных об изменении геомагнитного поля в разных районах Земного шара.

I.' • • • l.rit.ini! Г j 1 'in , ■ '1 ; ¡it' " i ii t : 1

Hi.' 1 n

. "" , 1 )■ i. " ; I ¡!:И L; : I! . "' 4. 4 i : Г.

Широкое распространение керамики в последние 8 тысячелетий ичтстет получить данные об изменении напряженности 1 -.гомагнигноге поля в различных районах и нсследовагь чт. рф. • ' ti.ipifannfi. ^ I ому ¡1 была поа'ЯШг лл рлПоы антра

■'->!•. пне потег t^M тридцати л-?т.

Кроме как для решения i геофизических задач, знания об изменении напряженности геомагнитного поля в прошлом могут быть

весьма успешно использованы для решения принципиальных задач археологии. Таких как синхронизация археологических памятников или их этапов.

Цель работы. Целью работы является получение данных об изменении напряженности геомагнитного поля в последние тысячелетия, изучение спектра и установление пространственно -временных характеристик вариаций напряженности геомагнитного поля.

Научная новизна.

Существование этих вариаций было установлено для разных временных интервалов от VI тыс. до н.э. до последних столетий, что позволило сделать вывод о том, что вид спектра вариаций в рассматриваемом диапазоне устойчив во времени (во всяком случае в последние несколько тысячелетий).

2. Получены ряды данных напряженности геомагнитного поля с VI тысячелетия до н.э. для Грузии и Средней Азии, наиболее представительные из имеющихся рядов данных (всего таких рядов пять) о напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий. Подробность данных, полученных для района Средней Азии, позволила впервые получить полный спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по результатам исследования изменения напряженности поля в одном районе (в диапазоне периодов вариаций от 60 до 8000 лет).

3. Получены характеристики 8000-летней вариации напряженности геомагнитного поля в разных районах. Обнаружен факт изменения фазы и амплитуды этого колебания в зависимости от района наблюдения, свидетельствующий о том, что оно не является отражением глобального одновременного с одним знаком изменения магнитного момента Земли.

4. В результате анализа совокупности мировых данных об изменении напряженности геомагнитного поля в течение последних восьми тысячелетий в разных районах земного шара установлено, что картина изменения напряженности поля в основном может быть представлена суперпозицией ряда колебаний, имеющих периоды от 500 до 8000 лет, характерной чертой которых является дрейф.

Одни из колебаний имеют западный, другие - восточный дрейф, причем колебашш с наибольшей амплитудой имеют дрейф разной напшвлешюсти. Скорость прейфи ттля рое* ьопр^яний "лит

• . ; и'НЛ!,о:-,1 Ч' 'л раЬНОИ ')._> i p.'l.'l I .»;;

■ »г.н.и^-. ciibi 1.ч1(>снн.кчи вариации, шцгишшии'.'ш i """гп.гпк.т' к •„, '. j>;i ни,;, ло;и >'ihb\.v сс<.ь>;.<1 \ прж.ц-ччиткм» »

.t... \i"u. »s - • 'i,.!ii:urrs';i !;;ipi!:i;;nn ■¡{ii- vpiiv.v

u. wutuijj^^na ispcMCiittaji изменчивое iь суммарной амплитуды колебашш напряженности геомагнитного поля ("возмущешюсти" поля) с пдэиодами менее 600 лет, которая имеет вид пульсаций.

Достоверность результат»". Достоисртгость рспулт,1тагов »нргд-глялг:: •"т.чыиим количеством лпрелелешш напряженноеm

..^жи.диЛИи!» liwJjbn, I4СгХП-01Л. EJ pOJiyJlt» IdlC ИССДСДОВаШШ

термонаыагниченности материалов, как собственных (около двух тысяч восьмисот определений ), так и литературных (свыше полутора тысяч определений;, использованных при построении кривых, изменения напряженности поля в различных районах Земли, в результате анализа которых были получены фазово-амплитудные характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля, исследован вид спектра вариаций и определены основные закономерности изменения напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий.

Основные защищаемые положения.

1. Вид спектра вариаций напряженности геомагнитного поля в диапазоне длин волн с периодами от 30 до 8000 лет для интервала времени от шестого тысячелетия до нашей эры до современности.

2. Представление изменения напряженности геомагнитного поля на поверхности Земли в виде суперпозиции гармонических колебашш, имеющих разное (как восточное, так и западное) направление дрейфа и долготный ход амплитудно-фазовых характеристик.

3.Характеристики 8000-летнего колебания напряженности

! !;• • -1,»;4;- ¡. прг.к;;i'uvK.ij: ¡п:.';н >;i;e i >■ ¡¡;нifiij., in-л.

данные оо изменении напряженности геомагнитного нот» г

.;:.'!!.• ■ • ¡;! . ил л -л V inen ■ ни .т ■ ^,иi: ■

i: 1 Л ! 1 ; л L .Л .j .Щ^ ■_ iUJilil- у J.-ul^iii.'Iii OGLC.'« ^Ulilii^i^v OO »1

напряженности земного магнитного поля в последние восемь тысяч теj .''.падал совокупности мировых данных позволил онределшъ пространственно-временные характеристики вариаций

• еомшязАшоги ноля и показать правомочноеib представления парнации суперпозицией полей, связанных с магнншыми волнами, распространяющимися в земном ядре. Знание морфологии

вариаций геомагнитного поля очень существенно для определения динамических характеристик земного ядра, так как вариации являются отражением процессов, происходящих в нем.

Характеристики 8000-летней вариации напряженности геомагнитного поля, полученные в результате анализа всей совокупности имеющихся данных, свидетельствует в пользу пересмотра общепринятого представления о том, что эта вариация является отражением глобального (одновременного) изменения магнитного момента Земли, что имеет большое значение для построения теории генерации геомагнитного поля. ,

Данные о напряженности геомагнитного поля, могут быть также использованы при синхронизации этапов развития культур на Земле. , ,

Личный вклад автора, апробация и публикации. Исследования выполнены в период с 1966 по 1997 годы в Институте физики Земли РАН им.О.Ю.Шмидта. Автором поставлены задачи, решение которых представлено в данной работе. Автор осуществлял руководство и принимал личное участие на всех этапах исследований, начиная от организации и проведения экспедиционных работ для отбора коллекций образцов для проведения исследований, до подготовки публикаций и представления докладов на российских и международных конференциях.

Основные результаты работы постоянно докладывались автором на заседаниях Общемосковского семинара по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (Москва, 1968-1998 г.г.), Всесоюзных конференциях по постоянному геомагнитному полю и палеомагнетизму (1966, 1970, 1973, 1976 гх.), съездах "Постоянное геомагнитное поле, магнетизм горных пород и палеомагнетизм" (Тбилиси, 1981 г.; Ялта, 1986 г.; Суздаль, 1991 г.), семинарах по тонкой структуре геомагнитного поля (Звенигород, 1987, 1990 гх.), семинарах по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (обсерватория Борок, 1984, 1996, 1997 гх.)

В 1970 г. автором была защищена диссертация на соискание ученой, степени кандидата физико-математических наук (на заседании Специализированного Совета по геомагнетизму Института физики Земли АН СССР). Работы автора неоднократно представлялись на ассамблеях 1АСгА (Ыегпа1ша1 Азэойайоп оГ Оета^ейзт апс! Аегопоту) (в 1969, 1973, 1975, 1977 и 1985 гх.) и Генеральных ассамблеях Европейского геофизического союза (ЕС/Б) (1994, 1996, 1997, 1998 гх.).

Всего по теме диссертации опубликовано свыше 50 печатных работ, две из которых - каталоги археомагнитных определений элементов геомагнитного поля.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит нз__ введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы - 2 Vi

li» WW1« iij'w i yi/m.i;ilu ijijüiOjiilC.liiia pwO^ibi cilixOjJ ^ U Ц AI 1114 ll. 1 tu

ч , i) (¡ürii'.ui i o;itil ор.чмн ( ii bvp ланкой к I- < bvpuh<iBH.\s . ,•. üi.:»,.:». uuiüw.iüv'Hlll./ раОчм'о) uiiii'Oik ¡поЬЛЛп um 1о>1нмЫ;

обсуждения результатов с Г.Н.Петровой. На различных этапах в работе принимали участие Т.Б.Нечаева, Е.Ю.Диденко, М.В.Квирикадзе, Н.К.Шелестун, А.И.Сеитова, И.Е.Черных, " *' Молданский. Большую помощь в paooie оказали со грудники iHi'.li; -\p\i. o.toi ИИ PAI! ( MocKba J ! hiCIIIIYi.: исп-рии материальной культуры (Санкт-Петербург), Центра археологических исследований Грузии (Тбилиси), Института археологии Узбекистана (Самарканд).

Всем им автор выражает глубокую благодарность.

Глава I. Методика исследований.

1.1 Методика лабряторных исследований. Точность и подробность получения спектра вариаций геомагнитного поля обусловлены точностью и подробностью данных об изменении геомагнитного поля. Очевидно, что в погрешности получаемой картины изменения напряженности геомагнитного поля входят ошибки экспериментального определения параметров геомагнитного поля и ошибки датировки объектов (точность и достоверность привязки полученных определений к идеале времени).

Метод получения данных о древнем геомагнитном поле в результате исследования термонамагниченности, приобретенной при обжиге материалом, имеющим в своем составе ферромагнитную фракцию, был разработан французскими исследователями Е. и О.Телье [1959]. До сих пор он остается наиболее часто применяемым и дающим наиболее точные

: 1 ' 1 М .4'"Uli Г- Л! \ I ' ';.!!'! Ii! i ti. ; ■ . >. ■ I i

i ,:l! k 1 1 - I ; lr | ■ I i : i : ; i ■-,! 'Iii' : III Oll 1

'*"7""~77~ ~7~T~77T Т'ЛТТТГПЛТЛр Ti 7' .1) iiliTMi Iii1 'ПП~Г- ~Г)Г)~Г

' • п. ••■ . !-'■,. i ' .1,1. •(,' К..-'.' lt''IM»M- ! i.li p-"!MI- >' lp',' i.1 IUI"!. '

Bijui'iimbi icpMouc x a iочной намагниченности Jrti, создающейся в

оГрл"Щ1_ при его охлаждении от заданной температуры до 1<'\>нашой и известном постоянном лабораторном магнитом Нп и rcTccTDcrnioit сстлточной намагниченное nt Tili . с ¡ажиейся после ншрева

Для. проведения лабораюрных исследовании из фрагменш* керамики и штуфов из обожженных глин выпиливались образцы в

виде кубика с ребром 24 или 10 мм. Из тонкостенной керамики выпиливался образец в виде параллелепипеда с площадкой 10x10 мм и высотой от 2 до 10 мм (в толщину керамики).

Напряженность древнего геомагнитного поля определяется по диаграмме Араи (строится зависимость Ли от ЛИ). В идеальном случае спектр блокирующих температур не меняется до и после нагрева (эта зависимость имеет вид прямой линии). В действительности существуют разные возмущающие факторы, вызывающие отклонения зависимости ЫЯМ-РТЯМ (естественной остаточной намагниченности - парциальной термонамагниченности) от прямой линии. Свою лепту в погрешность определения напряженности древнего геомагнитного поля также вносят и погрешности проведения лабораторных исследований - расхождения в температурах первого и второго нагревов, параметров намагничивающего поля, ошибки измерений намагниченности образца.

Положение облегчается тем, что наличие возмущающих факторов обнаруживают сами результаты исследования по методике Телье. В действительности точки на графике зависимости Араи ложатся на прямую с некоторым разбросом, либо вообще лежат не на прямой.

Увеличение точности определений имеет большое значение для получения полного спектра вариаций геомагнитного поля (от вариаций, обнаруженных в результате прямых наблюдений, периоды которых - десятки лет, до вариаций с периодами в тысячелетия). Пути повышения точности определений - это увеличение точности лабораторных исследований и учет действия возмущающих факторов (внесение поправок). Повышение точности лабораторных исследований было достигнуто с помощью комплекса измерительной аппаратуры и лабораторных установок, разработанных К.С.Бураковым.

Для учета действия возмущающих факторов при получении значений параметров древнего геомагнитного поля применяется метод коррекции на, магнитную анизотропию и химические изменения, происходящие в ходе лабораторных нагревов при работе методом Телье, разработанный К.С.Бураковым совместно с автором [Бураков К.С., 1981, Бураков К.С., И.Е.Начасова,1985].

В ряде случаев для получения определений напряженности древнего геомагнитного поля применялся метод термокривых, разработанный К.С.Бураковым [Бураков К.С., Начасова И.Е., 1978, 1986]. Это метод определения напряженности древнего геомагнитного поля по кривым терморазмагничивания естественной и лабораторной намагниченности при

непрерывном измерении намагниченности образцов в процессе нагревов.

YU'ii-, .iniajr,- iiíiiii: iiiiji-i1 ijjiíibí; ÍKÍS Г ь^ечичаиш шки.и

' ' * "I» '--i-ii J'- iL '-ИреД^Л«!^!,» , J w' 1*1.. 1 i-1H ij. n; i ларамсриник

, . : ¡iíl'H, i.i'lHiKt HI ¡ >ЛНЖ П! ('¡1Ц. > ' ■ i ¡ ( Г í i I • ¡ V\I ЛТЛ1 ,i

1 i • - -^''"i'líi' ; ¡blij.i;" ¡ i.v (..Ikv.í: .iH1.'. upi/MeilHl 'i:

íuпервая представлен значительно хуже, чем другие или вообще для какого-либо временного отрезка нет материала. В таком случае возможны искажения характеристик вариаций. Поэтому

ттрг.~гтпб»1тсл7)1т0ст1, лкпернала трас i оо.чьшую рол». i

.; i.M\:¡:;,niti! ь.фнашш i еома! ни пьч о »«.'¡г.

wiuujj мгнериала для проведения археомагнитных исследовании производится из исторических и археологических памятников культуры при у •астин исследователей памятников (архитекторов, искусствоведов и археологов). Отбор производится непосредственно из памятников или из запасников музеев и хранилищ научно-исследовательских институтов.

Если пределы датировок материалов, по которым исследуется геомагнитное поле последних 300-400 лет, достаточно часто не превышают 50 лет, то датировки более древних объектов имеют, как правило, более широкие пределы, причем объекты, возраст которых несколько тысячелетий, зачастую датируются с точностью до нескольких столетий.

Особое значение минимизация ошибок привязки полученных определений к шкале времени, так же как и определения параметров геомагнитного поля, приобретает при изучении вариаций геомагнитного поля.

Использование тонкостенной керамики в качестве материала исследований не только резко увеличило количество объектов исследования и расширило временные рамки получения данных о напряженности геомагнитного поля, но и позволило существенно повысить точность датирования исследуемого материала, так как

' -.".'Н;'. i •!..<. ¡.ii¡ ú; : е;: t v; и ч \ - ¡ ■ i i i/п:;. i .

мжчтч'тгойнм'» ^рг^т^гТГЧ^ГГТТ" гг,,.тг7тгпт7т lf¡'- i..,.'.:,-.; ; sií.. " ! ' i ,¡'.i - ! ¡ u i i : > i и ii ;¡ \. ■ ¡ 1.1..... ¡' '■ ini

ía^ji ou дру i oí« определении наиряжешюсти поля,

гю которым можно построить кривую изменения напряженности (Толя во временной интервал функционирования поселения. П^эи построении кривой изменения напряженности геомагнитного поля но данным, полученным в резулыате исследования материалов из oí.тельных j>a зли иных иамягши:ои, вариации напряженное ш ноля могут затушевываться, так как из-за разной точности

датирования материалов осредняются определения, относящиеся к разным временным интервалам.

При послойном отборе материала можно датировать слои, разбив временной интервал существования поселения на число слоев. Слой - понятие очень формальное. При отборе материала из разных памятников мощность слоя может меняться от 10 см до 1 м. Даже при раскопках разных частей одного памятника мощность слоев заметно меняется (в 2-4 раза). Отсутствие сдвигов во времени между материалами, отобранными на одной глубине из разных квадратов, шурфов или частей траншей, археологически в большинстве случаев установить не удается. Археологические разделения более крупномасштабны, археологическая датировка зависит от изменения вида керамики (часто один и тот же тип керамики существует довольно долго), поэтому правомерность предложенного подходаможно было доказать только сравнивая данные о напряженности поля, полученные по разным разрезам культурных отложений, параллельных во времени.

Правомерность такого отособа датирования материала была показана при исследовании напряжености геомагнитного поля, проведенном на материалах памятника Старый Термез, и в дальнейшем неоднократно подтверждена в результате исследований материалов других многослойных поселений.

Исследование коллекции из Старого Термеза предоставило редко встречающуюся возможность получить два ряда независимых последовательных значений напряженности древнего геомагнитного поля в одном географическом пункте параллельных во времени на протяжении нескольких веков.

Материал был отобран из двух шурфов, заложенных на территории цитадели Старого Термеза (древнего поселения вблизи современного г.Термез). Фрагменты керамики отбирались из 13 горизонтов (слоев) первого шурфа и 10 горизонтов второго шурфа. Всего при построении картины изменения напряженности геомагнитного поля было использовано 108 определений. Данные, полученные по материалу обоих шурфов, хорошо согласуются между собой.

Прямой связи ошибки единичного определения с разбросом значений напряженности, полученных по материалу одного горизонта не наблюдается. Можно сделать вывод, что разброс определений, полученных по материалу одного горизонта отражает изменение напряженности геомагнитногополя в отрезок времени, За который накопился данный горизонт. Значения ошибок средних для горизонтов значений напряженности относительно невелики и позволяют четко прослеживать изменение напряженности поля со временем. Это свидетельствует о близости

времени обжига керамики из одного горизонта. Особенно четко это прослеживается в Ш-1 в.в. до н.э. на фоне резкого падения

• . м !1.М>1 "еГк'-ЛЫПП.' ЛИПОКИ сре.'Ш.Ч ■ Ы>

Н.Иф/!^ н:ик Ж : ; !'.ии НП ик'1 . ; 1 - !). свидетельствуют оо отсутствии перемешивания разновременного

: ; "рИа К! М- ¡. ПСрВО'Л ПГН' > '¡И ,¡'¿'1П (И 'Л 1ф!РШП[ "1

■!!.-■ -.И! кр.-'М-.'НЛ г |!1К I Н ! Ч-.'НИН ГИРИ К'НТОС Не' Ч'ШСН'И

собой.

Таким образом, исследование, проведенное на материале многослойного археологического памятника . Средней Азшх 1 а]п.|й Герме; показало что керамический материал н !\,ч!ы- .'».юл.еннях древних поселении .чк.илываек-;, последовательно без заметного перемешивания, что позволяет определить отрезок времени накопления каждого слоя и получить детальную картину изменения напряженности геомагнитного поля хз период функционирования поселения. Подробность этой картины зависит от продолжительности временных отрезков, за которые накапливался материал слоев культурных огложешш, т.е. от дробности разделения всего разреза культурных отложений.

1.3. Методика построения кривых изменения напряженности геомагнитного поля во времени и анализа полученных временных рядов.

Кривая изменения напряженности геомагнитного поля строится путем осреднения по временным интервалам значений, средних для объектов. При получении значений средних для объектов, значения, для которых не выполняется условие - отклонение единичного определения от среднего для объекта значения меньше утроенного значения среднеквадратической ошибки среднего, отбрасывались (по так называемому правилу За) как не принадлежащие к данной выборке.

При 1 »г^41 ^ !'чи'лн41 ? и;''гт-1-^>< 111м'^т-!! Т^Г»»ГГТГТТТТТ7ТТГ" т" -------------. ^ ^ —•.. . ~ .1.4 1 ч . у^аш!^

> , I • ! СУ; К' ">< . Р "1II■ 1 Ш I 1 I ¡'! ' ' I! • '¡¡И,-Я >! • 1ИПНЧИЧ

И последствии, в связи с тем, что ошибка единичного ■ ¡среде ¡ешгя напряженности поля была уменьшена, и выяснилось , ю г1чб;п!е единичных определении как правило 01ражае1 не их !п:'С>»;/. л шмснеьие напряженности поля на временном о срезкг. в I ч->р»,ш с б жиги лея материал объекта, при по.тучетш среднего для ооьекта значения нанряжешюсти единичные определения принимались равновесовыми.

Затем проводилось осреднение по временным интервалам средних для объектов значений. Такое осреднение дает возможность избежать систематических ошибок, связанных, например, с ошибками датировок или типичными для определенного объекта отклонениями в условиях обжига.

За функцию распределения было принято распределение в виде равнобедренного треугольника, так как при этом не появляются ложные колебания, которые обычно возникают при применении прямоугольного окна осреднения из-за резких краев временного окна. При этом высокие частоты сглаживаются также, как при использовании прямоугольного окна с вдеое меньшим основанием. Интервал, равный половине основания треугольника называем "эффективным".

При вычислении среднего значения напряженности поля для данного интервала осреднения каждому определению приписывается вес от 0 до 1 обратно пропорционально расстоянию от середины временного отрезка, которым датирован образец (или слоя, из которого взят образец), до центра интервала осреднения. Для учета точности датировки (мощности слоя) в вес вводится коэффициент, пропорциональный той части отрезка времени (мощности слоя), которая перекрывается основанием треугольника осреднения.

Кривая изменения напряженности геомагнитного поля во времени строится при помощи скользящего осреднения, т.е. интервал осреднения передвигается по шкале времени на некоторое расстояние, называемое шагом осреднения, и чаще всего равное половине эффективного интервала осреднения.

Скользящее осреднение позволяет лучше выявить детали картины изменения исследуемой величины. Величина интервала осреднения обусловлена распределением полученных значений напряженности геомагнитного поля по шкале времени.

Анализ полученной кривой изменения напряженности геомагнитного поля проводится при помощи методики и техники анализа временных рядов, разработанных Н.М.Ротановой и С.В.Филипповым [1979, 1985]. При помощи разложения в ряд Фурье определяются колебания, имеющие наибольшую амплитуду, и затем с помощью метода градиентного спуска определяются их периоды и амплитудно-фазовые характеристики.

Анализ рядов, длина которых существенно меньше характерного времени плавного изменения напряженности поля, проводился поэтапно. Сначала выделялись колебания, имеющие наибольшую продолжительность, а затем анализировался разностный ряд (исходный ряд минус выделенное колебание). Анализ рядов, имеющих длину, сравнимую со всем исследуемым

временным интервалом (8000 лет), проводился "пакетом", т.е. анализ при помощи градиентного спуска проводился сразу для всего набора колебаний, выделенных пли ттп«пнп< ф\/р;-»- аидчяг

.'-'> н;лг. ¡1: М.;. ГГМ'.'ПИ!. К'рПНПЧ ;<\ц'Н.-НП ■ ; I ф.--¡'.

•'¡.ч I... ; к г.. и а.ч.'лтл ^»¿..исшшл. рлд.^, ^ли ¿ли

----7 - ТСЛ'.Т.Л.,|\ЧЛГ !ф!1 .»ШиаШШ 1||НН1ЛЛ{)Г.| по: 1 рогНШ. 1!

1HHI.

* wmm 1ш тих u ljujix a jjauunc москвы ош1сан в главе I.

Глава 2. Короткопериодные (от 30 до 150 лет) вариации :-:пттр"-:с;:;тг^стпгсог,1ап!Н1НО|(1 тми.

. i nun'! ¡трнаций ¡1;цфН/,;еиш>сп! и'омапшмки с im.n. im .

....... о iimijiiim>.iiiiui:ih D IIUCjlcjtlllClMlb ИСКОВ.

В 60-е годы для изучения спектра вариаций геомагнитного поля в диапазоне периодов колебании в несколько десятков лет был выбран район г.Москвы с oj-~ ¿стностями радиусом в 200 км. Из расположенных в этом районе архитектурных памятников была отобрана коллекция фрагментов кирпичей. Обилие памятников архитектуры и их хорошая изученность позволили отобрать образцы, ошибка датировки которых не превышает 5 лет (в большинстве случаев она составляет 1-2 года), и свести к минимому возможность отбора реставрационных или подвергавшихся вторичному обжигу кирпичей.

1.3 -1

1.2 -

1.1 -

I У l\

1700

1800

190П

гисл. Изменение напряженности геомагнитного поля р районе г.Москвы. Вертикальными линиями показаны редиеквадра шческие ошибки ц>ед| ю- i 0-деашх значении напряженности.

Коллекция охватывает временной интервал с 1480 по 1840 год, ограниченный с одной стороны временем появления кирпича в Москве, а с другой - началом прямых наблюдений. Образцы были отобраны из 76 объектов. Для каждого образца были получены значения К - отношение древнего поля к современному в районе объекта исследования (с их среднеквадратическими погрешностями). После отбраковки к рассмотрению были приняты 206 определений К. Кривая изменения напряженности геомагнитного поля, построенная по этим определениям, приведена на рис 1; эффективный интервал осреднения 10 лет, шаг 10 лет. Для XIX-XX веков данные о напряженности геомагнитного поля были взяты из каталога результатов магнитных определений на земном шаре, составленном Б.П.Вейнбергом и В.П.Шибаевым [1969].

По построенной кривой четко прослеживаются колебания с периодичностью около 100 лет. Для получения характеристик этих вариаций была отфильтрована "длиннопериодная" часть. Оказалось, что "длиннопериодная" часть состоит из двух колебаний, периоды которых могут быть оценены примерно в 500 лет и 300 лет. Причем "трехсотлетняя" вариация напряженности поля имеет период 300-350 лет и амплитуду около 2,5 А/м.

Для определения периодов колебаний, входящих в часть, содержащую колебания с периодами меньше 150 лет, был применен метод обобщенного гармонического анализа (получение энергетического спектра). Перед проведением спектрального анализа была отфильтрована и "высокочастотная" часть, содержащая колебания с периодами менее 40 лет. Затем были получены энергетические спектры и периодограммы кривых К обеих частей.

При анализе высокочастотной части с вероятностью выше 95% выделены вариации с периодом 35 лет. В изменении К также присутствует колебание с периодом около 65 лет. С 95%-ной вероятностью установлен факт существования 115-летней вариации напряженности геомагнитного поля. Амшппуда 115-летней вариаций напряженности геомагнитного поля - 2,0±0,2 А/м, 65-летней вариации - 0,7±0,3 А/м.

Ошибку определения периода колебаний можно оценить просто по самим кривым изменения напряженности поля (по расстояниям между максимумами и минимумами на кривых). Для того, чтобы не завышать точность определения периодов выделенных колебаний, примем, что они определены с точностью 10%. Амплитуда тридцатилетних колебаний сравнима с амплиту-

дон 115-летнеы вариации, но определяется она на уровне ошибок определения,

. .. • . и 'О ¡ПН'- !:,l[>ll.iHMi! lip. » мел ¡¡1:.;1,м i; :: until iv . ; " ., •;:. - ¡, . :. . s . ! ' . i.- ; i u <; ь..pi iuiilii. ou ,,, ¡,,-iiit, .icna i et:i>t к

ни rjuciuuu ^.И.Ьрапшского 11V/UI. можно ппедпситлц-п, ■ •!"•!: • пнрпап;:;' п: ;ôn:ui др. ).i> m'.mi кмьп .о j i . \(Оф.-'

.........и lijvpn'u i mi .. • лрионнчо'кич :iii;iiiiîi'| .....mai mmi

поля с 1829 г., что свидетельствует о глобальном характере этой вариации.

i... t tiei. ij:. ¡.ьрнаний наиряяа'ннос i н i сома! им » nui о но.»: n.> : ï>sîf..v! va плшчелеп'.н.

Исследова1П1е "короткопериодных" вариаций напряженности геомагнитного поля (с характерным временем в диапазоне 30-150 лет) было продолжено на материалах многослойных археологических памятников Средней Азш1 и Месопотамии.

!К-следование изменения напряженное 1 и геомагнитного и.ля и , е;;пей Алии >а последние две тысячи лех было проведено на "'•'терипдпл' птр.ггггшгкот;. расположенных на юрриюрии I >• Ч-:а;нагами (р=37"^41 "\г, >.=-60°: 70::Н. Данные оо изменении паарижеяноет ноля получены с такой подробностью, что стало возможным сделать осреднение при построении кривой изменения

напряженности поля со временем с эффективным интервалом в 15 лет, с шагом - 10 лет. Всего при построении кривой изменения геомагнитного поля в Средней Азии в последние два тысячелетия использовано 646 определений. Результаты археомагнитных исследований были дополнены данными прямых наблюдений. Плавное изменение напряженности поля имеет максимум примерно на рубеже 1-Й тысячелетий, на плавное изменение накладываются вариации меньшей продолжительности.

Вариации с характерными временами около ста лег прослеживаются на разных временных отрезках. Наиболее четко они выделяются в первой половине I тысячелетия и во второй половине II тысячелетия нашей эры. Наличие их можно также отметить в VH-VIII и X-XII веках.

Анализ полученной кривой изменения напряженности геомагнитного поля был проведен поэтапно. Сначала были определены параметры плавного изменения напряженности поля. Оно было вычтено из исходного ряда, и затем анализировался разностный ряд. Были получены параметры четырех следующих по продолжительности колебаний (см. главу 3). Затем снова было произведено вычитание суммы этих четырех колебаний и сделан анализ остатка. Были выделены два колебания с периодами 118 и 63 года. Вероятность выделения колебаний - 90%.

Как уже было сказано выше, эти вариации выделяются на разных отрезках кривой в разной степени. Поэтому для выделения вариаций напряжености с периодами меньшими 150 лет анализ был проведен по разным частям кривой отдельно. Были выбраны три временных интервала (0+550, 900-5-1300, 1450+1990 гх.), на которых кривая изменения напряженности была построена по результатам наиболее точно датированного и многочисленного материала.

Средние по трем временным интервалам значения периодов вариаций - 112 лет (для разных временных интервалов периоды меняются от 98 до 120 лет) и 63 года (периоды - от 58 до 69 лет) практически совпадают с периодами вариаций, полученными при исследовании, проведенном на материалах из района Москвы. Точность определения периодов по разбросу значений, полученных по разным временным интервалам, также можно определить в 10%.

Амплитуды столетних вариаций меняются от 1,6±0,4 А/м по анализу данных на отрезке времени 0+550 г.г. (период-117 лет) до 0,6+0,2 А/м (период-98 лет), полученной по данным на отрезке времени 910+1300.

Амплитуды шестидесятилетней вариации практически одинаковы на всех трех отрезках времени. Для первого (0+550 г.г.) временного интервала выделено колебание с периодом 61 год

амплитудой 0,6±0,4 А/м, для второго - колебание с периодом 69 лет амплитудой 0,6±0,2 А/м, для третьего - с периодом 58 лет

и > ; * лои : ; - -./v

; .1..V/»| .!. illi.il .»м.К. ii|i»..iiia in мр.Ж Hi.! ,.пп I.. !;

нзменешш нагшяженнпгти ГРПМЯГНИТНПГП ппза в пяйпнс N/frw^iz-puT

■• . ■ > . ; I I : I • ■ ; ! H ■ ! k" МП ' HU T: "i. Hib Ч . ti : i i;\ ' .! • i ,П ! ' T ' ¡.- ,

'- - -,---j. . — . . .IL — i « ..^ ^ J "..-чч ii^jtjii.in.i

выделить три колебания с периодами 109, 64 и 32 года. Амплитуды выделенных колебаний - 1,5±0,6 А/м и 1,0±0,6 А/м и 0,8±0,6 А/м соответственно Повидичому точность определение л'лттлнтл'д v.

• чч ¡H4f описанном ранее. была мвышена

геомагнитного поля неравномерно во времени и не позволяет на некоторых временных отрезках выделить тридцатилетнее колебание, то был проведег анализ разностного ряд на двух временных отрезках, для которых получены наиболее подробные данные. Это временные интервалы 1640-;-1700 и 1740+1810 г.г.. Получены значения периодов выделенных колебании - 33 года и 28 лет, амплитуды этих колебаний- 1,2±1,0 А/м и 1,3±1,0 А/м соответственно.

Таким образом, исследование вариаций напряженности геомагнитного поля в последние два тысячелетия, проведенное на материале архитектурных и археологических памятников района Москвы и Средней Азии, показало, что спектр вариаций в диапазоне 30-150 лет состоит из трех колебаний, периоды которых (с точностью 10%) можно определить как 30, 65 и115 лет.

Отмечена различная выраженность вариаций напряженности геомагнитного поля на разных временных отрезках.

Следующими объектами для получения материала для исследований явились культурные отложения древних поселений северной Месопотамии. Этот материал дал возможность получить картину изменения напряженности геомагнитного поля в северной

тыс. - то н.э было провелено на ке^амичес^о1,' *.?атерття:те

<'■} ..:! " I' 'с . I ••>.,., , Ч1Й1 ■ ,:...:.. Mr • -i , .!.: M • .'M T ..¡!./'l!

_ Oii'-J ^ -ii^liil T.' . l^Al .. ivy». ' w » д. ирОДи l^JUib-пфар

('¡i—36,4CN ; À--42.4°E.).

i елль Ярымтепе-П предегавляе! собой лолм высотой 78(i см oi вершины по древнего основания. Продолжительность сущее пзования поселения оценивается в несколько столетий. Низ холма относится к концу Yi тыс. до ц.а„ Однако продолжи-

тельность функционирования поселения археологическими методами точно определена не была.

Слои в разных местах раскопа имеют разную мощность и часто перекрываются по глубине, что позволяет получить определения напряженности геомагнитного поля для отрезков времени более узких, чем средняя мощность слоя.

Картина изменения напряженности древнего геомагнитного поля построена по 122 определениям. Кривая изменения напряженности геомагнитного поля в период существования поселения Ярь1мтепе-И построена при помощи скользящего осреднения полученных по отдельным образцам значений напряженности древнего геомагнитного поля с эффективным интервалом осреднения в 15 см и сдвигом 10 см.

В связи с неопределенностью датирования продолжительности существования поселения время выразим в единицах мощности культурных отложений (сантиметрах). На рис. 3 приведена кривая изменения напряженности геомагнитного поля.

Рис.3. Кривая изменения напряженности геомагнитного поля по разрезу культурных отложении археологического памятника Ярымтепе-И. Вертикальными линиями показаны среднеквадратические погрешности средних значений напряженности для интервалов мощности в 15 см.

Некоторые заключения об интервале времени функционирования поселения Ярымтепе-Н можно сделать в результате сравнения

данных об нзменешш напряженности геомапштного поля в V тыс. до н.э. в Месопоташш и Грузни.

' t.i.MilA' ¡iji.'-.b иоьыс . Ч фе i.' n'í ii I.. 'laiip'

it. .....i ,н1.!1.чч mUh í i p '.it« i.r. Ill Ut »1 UK-Hi!

KTiJrRViO ' 1 Í :■[ m w 11' i Г11Л cl-:>4i чч'-т-т * тт/-»тт<т «-. " " ЛП ~~ JJ ~

' ' ■ ]'■''* ' ' ■ Jill. .Ju ...V. ^VJUUJC, 11U Л

Месопотамия, севернее па 6 градусов. Расхождение в современной напряженности составляют 2,5 н- 3 А/м. Сопоставление кривых изменения напряженности древнего геомагнитного поля в Грулп: тт

■ ¡- ■ i <1\нт пока (ын;к'1 ч ю ерелнни \-ро!-;-!!Ь напреешь- i n г

Карпшы изменения напряженности геомапштного поля в обоих районах похожи, если принять продолжительность существования поселения Ярым-тепе II примерно 800 лет. Таким образом, прямое сопоставление картин изменения напряженности в этих двух районах позволяет оценить скорость накопления культурных отложений примерно в 1 см в год.

Полученный ряд данных был проанализирован. На первом этапе обработки было выделено плавное изменение напряженности поля. Оно может быть аппроксимировано синусоидой или получено путем осреднешм с интервалом осреднения, который дает возможность отделить "низкочастотную" часть изменения напряженности поля. Величина интервала осреднения была Еыбрана в 150 см.

Первый способ дал период изменения напряженности поля примерно в 1300 см (лет), а сглаженная кривая дает оценку периода выделяемого колебания величиной несколько большей 1000 см (лет). Естественно, параметры плавного изменения напряженности геомагнитного поля можно оценить весьма приблизительно, предполагая его периодический характер.

Сглаженная кривая напряженности поля имеет на концах (в

, ■ . - М • ¡ . V illli - р !!■..'; и i .1 ;!>'., о ¡H >.' I I! ,М ,'Н 'i i ■

мало, гасстояние между этими плотпапкчлш можно олетпттт г

!: '. ■ . >! .( .1! '.!. . U i 1 ! 1 . .lii'liu .',;!

посте удаления плавною изменения, был нроана-¡и .кронам осчаюк ¡(¡сходны!! ряд минус плавное изменение) LndHájia с 11имощью преобразования Фурье был определен спектр ú,urna Он сое гонт из четырех значимых периодов 380. 190, 102 ■ Ь i см. Для уточнения величины периодов и определения надежности их выделения был проведен анализ разностного ряда методом градиентного спуска. Анализировался весь ряд и

отдельные его части. Разные варианты анализа, дали следующий набор величин периодов колебаний: 102±12 см, 195±4 см, 414+8 см.

Сравнив данные о виде спектра вариаций напряженности геомагнитного поля, полученные в результате исследования, проведенного на материале из культурных отложений Ярымтепе-Н, с видом спектра, полученного в результате обобщения мировых данных, можно проконтролировать правильность оценки скорости накопления культурных отложений Ярымтепе-Н. Суммируя полученные данные о периодичностях в изменении напряженности геомагнитного поля по материалу Ярымтепе-И, принимая во внимание точности определения периодов вариаций напряженности, спектр вариаций можно представить в следующем виде: 1300-1000, 600-500, 400, 200 лет. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля, построенный по совокупности мировых данных в рассматриваемом диапазоне содержит следующие периодичности: 1200, 600-500, 400-300 лет [Бурлацкая С.П., 1986]. Спектры практически совпадают.

Таким образом, и сопоставление с данными об изменении напряженности геомагнитного поля в V тыс. до н.э. в близком районе (Грузии) и вид спектра вариаций напряженности поля свидетельствуют о том, что скорость накопления культурных отложений памятника в первом приближении можно принять равной 1 см в год.

Характеристики колебаний короткопериодной части спектра вариаций напряженности геомагнитного поля были исследованы по средней части кривой, в которой средний уровень напряженности поля относительно стабилен, т.е. мало влияние более длиннопериодной части вариаций. Длина ряда 320 лет. С вероятностью 90% было выделены колебания с периодом 54 года амплитудой 0,6+0,2 А/м и с периодом 102 года и амплитудой 1,2±0,1 А/м.

Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля, полученный по данным об изменении напряженности поля в последние два тысячелетия, как было показано выше, в диапазоне выделенных колебаний содержит два колебания с периодами 65 и 115 лет.

Разница между этими значениями и значениями периодов короткопериодных вариаций напряженности геомагнитного поля, полученными по материалам Ярымтепе-И, невелика. Она может быть обусловлена неточностью определения скорости накопления культурных отложений памятника. Величины обоих периодов несколько занижены. Для того, чтобы периоды вариаций напряженности поля, определенные для V тыс. до н.э., были равны периодам, полученным для двух последних тысячелетий, нужно

уменьшить скорость накопления культурных отложении всего на 10%, что представляется вполне допустимым. Величины амплитуд

ТЛ1 тт ш..-ш;ге0|шд.'ш>! . илриаипй напряженно. и;

; '-'! ! 11• I.• " и.■ • ; . -Л.'Л:ЛЛ. чеМН! Рл ,!Н .сриал.:N. , ЛЛП , ¡¡;;.-Д!

11 амлшпк лры.м 1снс-л сясдусх на шкале времени после

■• '.» •< • 'г, .--рм;;: , , -,',№И лгшшп' мам« I Н1И .!\! 1 ' • !! ( ,>г; •

>•. 'ь,)1П1Ч1 ..||).-.'ч- . \ Шг< ¡НО,нами» к . ! про! I ■ П)-М .ЩПе'к'к'Н

исследователями памятников Северной Месопотамии как II четверть VI тыс. до н.э.. Для получения данных об изменении напряженности геомагнитного поля был исследован материал из .•.••>;. ;_..рны\ .• еложений мощное 1 ыо 280 . м. ( 'ледова ¡с.и.но. г. > •;>!..••. ариоли'-кеннп «к.>р%ч а, накоплен»-: ; ••.лмчрных •.•ыол.егип; можно пр1шять примерно равной 1 см в год, как и для культурных отложений Ярымтепе-И, что представляется разумным, так как оба памятника близки как территориально, так и по времени функционирования.

Всего исследовано 163 образца. Определения, полученные по 37 образцам, были отбракованы в связи с повышенными ошибками, связанными со вторичным обжигом в процессе использования керамики в бытовых целях.

Картина изменения напряженности поля по средним для объектов данным дает возможность заключить, что минимальные и максимальные значения появляются примерно через 30 см, т.е. явно видна вариация, период которой, выраженный в единицах мощности культурных отложений, можно оценить в 30 см. Это единственная коллекция, в которой достигнута точность датирования материала, позволяющая прямо по средним для объектов значениям напряженности поля получить четкую картину вариаций.

Для получения спектра вариаций напряженности геомагнитного поля была построена кривая изменения напряженности при помощи скользящего осреднения средних по объектам значений с эффективным интервалом осреднения в 5

■ . п^ал ■¡.ЩП'Г.! С|!!К\ !И !;■ >.; , л .'ЬЛ.^^.ЛС!-!!--, арп^^ --

->"Г1;ч<И«' , ь\пни\!" 'ЛЬ'Шч'-' . ч>р> • (И м 1 , л ] ¡.НИ1\Л1 Г-.'рНП'-

; .. ИНН : >Л Ч . 1 ) <Ш Л >М:"НП: ¡р.О-'рл '' п! ' ¡'I ';■

минимумам рассматриваемой кривои также выделяется колебание.

период которого можно оцешпъ в 100 лет.

после выделения длиннопериодной части (колебания с периодов штого болыпе времени существования поселения) с помощью, метода градиентного спуска были определены периоды и ашшигуды обнаруженных колебании. Периоды колебании напряженности поля - 66,5 и 28,5 лет, амплитуды - 0,6±0,3 и 0,9±0,4

А/м. Вероятность выделения колебаний - 90%. Периодичность в 100 лет имеет маленькую амплитуду, и в связи с небольшой длиной ряда выделяется с меньшей вероятностью. Однако картина изменения напряженности поля свидетельствует о ее наличии.

Следовательно, спектр вариаций напряженности геомагнитного поля (в рассматриваемом диапазоне), полученный в результате рассмотрения временной зависимости напряженности геомагнитного поля во второй четверти VI тыс. до н.э., состоит из трех колебаний с периодами 28, 66 и примерно 100 лет.

Полученная величина периода "шестидесятилетней" вариации -66 лет очень близка к значениям, полученным по данным об изменении напряженности геомагнитного поля в районе Москвы и Средней Азии (64 и 63 года). Амплитуда этого колебания совпадает со значениями, амплитуды шестидесятилетней вариации напряженности поля, полученной в результате исследования материала из Средней Азии и материала Ярымтепе-И - 0,6 А/м. Амплитуда этого колебания по данным для Москвы несколько больше.

"Тридцатилетнюю" вариацию удалось выделить только в результате исследования материала из района Москвы и Телль-Сотто. Оценки как периодов - 32 года и 28 лет, так и амплитуд - 0,8 и 0,9 А/м практически совпадают.

В таблице 1 приведены периоды и амплитуды вариаций напряженности геомагнитного поля, полученные в результате анализа данных об изменении напряжености поля в разные временные интервалы в разных районах земного шара. И периоды выделенных колебаний и их амплитуды очень близки.

Таблица 1

Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля в диапазоне _от 30 до 150 лет._

Место отбора образцов Интервал времени Период Т, лет; амплитуда А, А/м

ТА ТА ТА

Москва 1480+ 1950 г.г. 115 2,5 65 0,7 30 -109 1,5 64 0,7 32 0,8

Средняя Азия I-II ТЫС.Н.Э. 112 1,3 63 0,7

Месопотамия V тыс.до н.э. 102 1,2 54 0,6

Месопотамия VI тыс. до н.э. 100 - 66 0,6 28 0,9

Таким образом, на основании исследования вариаций напряженности геомагнитного поля в различные временные

Т"7Т:,!Г; ;.,!.• -ii.i. легеи i Ml 'le ;e i I ll! .!i,hl|.- ulh.Infill i!, n;

v . ■;>.-. w.iuf!«,*.ешн;^ i и r. ui.nin >оне ы-.ич мн;!!!

исрмидами oi 5u до хэи лет состоит m тпе* кот-Кани!4 п TTfpwmiT?

Гласа 3. Спектр вариаций напряженности геомапштного поля.

3.1. Напряжсшшсть геомагнитного поля в Грузии (с YI тыс. до из. до ссвремешюстн).

Район Кавказа был первым районом проведения лруеочлг пи¡ныл осч лед >лашш российскими ич ледоваitvLiiixx. 'Juii-iii-объектов для исследования, относящихся к разным временным интервалам, и огромный объем и высокий уровень археолошчесихх исследований обусловили этот выбор. С начала 70-х годов в этих исследованиях принимал участие и автор, сосредоточив свои усилия на изучении вариаций напряженности геомагнитного поля на территорхш Грузии.

Исследования напряженности геомагнитного поля проводились в течение длительного времени. Методика лабораторных исследований за это время изменялась, совершенствуясь. Введение поправок привело к увеличению числа точных определешш, а увеличение общего числа определений позволило выбрать наиболее точно датированные и полученные с наибольшей точностью определения для построения кривой изменения напряженности геомагнитного поля за последние три тысячелетия. К середине 80-х годов был накоплен большой объем данных об изменении напряженности геомагнитного пом в Грузии в последние три тысячелетия. Всего было исследовано свыше 800 образцов. Для построения кривой изменения напряженности геомапштного поля за последние три тысячи лет взяты определения, полученные по 635 образцам.

Ланттме о тт^лтпгтттттгг;—тт.^т.тт' ■ ■ ¡.¡и

. - • ■■■ • !'':!!(. О- ■-( : i . lit,, i j' 11 ■ '; i S i I. i: О

---v koo^ihuiamu ф - ot 4x,5" до 43.i°n . a-

• ■ !<• . ¡.1 .1 'Кшгн : Иг г

^1Г);)г\«енты кирпичей, черетпгьт и толстостенной керамики.

'¡¡терпллом для исследования напряженности геомнпппного ^елд I 1 и с. до »1. з. в основном явились фрагментъ1 обожженных ■ '-чцадок и керамики (чаще всего гонкое генной), о/ооранные из :р.чс-.> логических. памятников в II пунктах Западной Грузии (Вани, Кобулети, Зугдиди, Пичоры и т.д.) и 8 пунктах Восточной Грузхш (Тбилиси, Мцхета, Сигаахи и т.д.).

При рассмотрении полученных результатов не замечено систематической погрешности, связанной с принадлежностью материала к определенному району отбора. В связи с этим кривая изменения напряженности поля строилась по всем полученным данным без какой либо коррекции.

Расхождение в значениях напряженности, средних для объектов, может быть как следствием погрешности эксперимента, так и отражением действительного изменения напряженности поля. Разброс значений, полученных по образцам из одного объекта, также определяется погрешностью эксперимента и изменением напряженности поля за интервал времени, в который изготавливалась керамика, отобранная из этого объекта. Под объектом понимаем здание, обожженную площадку, слой культурных накоплений и т.п., то есть совокупность материала, отнесенного к определенному временному интервалу, в который произошел обжиг изделия, из которого изготовлен образец. Временной интервал, которым датируются образцы достаточно велик в большинстве случаев, и напряженность геомагнитного поля может существенно измениться за это время. Если разброс единичных определений напряженности геомагнитного поля в основном является отражением изменения напряженности поля, то значения напряженности для объектов с узкой датировкой (пределы датировок не шире ±25 лет) должны иметь меньшую ошибку, чем значения, полученные для объектов с более широкой датировкой.

Действительно, средняя для всей коллекции среднеквад-ратическая ошибка среднего по объекту значения напряженности равна 4 АУм, а для точно датированных объектов (за исключением объекта, датированного 425+25 г.г. до н.э.) - 2 АУм. Следовательно, именно с изменением напряженности поля можно в основном связать разброс определений по материалу одного объекта.

Расхождения в средних для объектов значениях напряженности поля также связаны с изменением напряженности поля, так как даже в случае одинаковой датировки объектов время обжига материала может существенно отличаться. Распределение материала во времени неизвестно и могут быть реализованы совершенно разные распределения от случая, когда материал относится к очень узкому временному интервалу, привязка которого к шкале . времени имеет неопределенность, выражающуюся в данных пределах датировки, до случая почти равномерного распределения материала во времени.

Оценку величины временного интервала, за который происходит быстрое и резкое изменение напряженности геомагнитного

поля, можно сделать по значениям, средним для объектов с относительно узкой датировкой.

'^"ТСрТ"'" Т т>"'*" ' ттп т -^ Г ^.-Ч I TT í I f ртл VГ* ПИ 1" ! ■ CI Т111 L- И М Г II KI U. t • [ I Н (VIH

! :!'•■:. V! Н ' >: Г Н i!' i И ! ' "!..'р>К :! ■' 1. Ч 11! >! - Н' VI!:

llVpDUIÍ XlUJIUIJíÚXUn VAX uCívu ДО i 1 . .. ^.'¿pww.v ^wuvlul,

,.» ни ¡i '.мен '|ш • наирнлл-.нно. iu i •. o:-.tai hhwioi t miuí с. .

<tlf./:\, ^.ti, , > i ¡ ■', i i»i ¡ ¡ ■ i í p¡ i ,\¡ ^.pí ¡, ■ .¡С, .Л1... i ¡ í *,'. С ¡ í Cí i И.

отмечено в V в. до н.э.. Быстрым изменением напряженности геомагнитного поля объясняется большой разброс определений, полученных по достаточно узко датированному объекту, Ь;ПН;НУ ÍO.VA выше.

i Ь ¡ ледов,шие шменонип наир>;л.ежп-. ш ¡ .'чма| ни пю, п,-.r-, г., втором тысячелетии до нашей эры на территории i рузни было проведено на образцах в основном из восточной Грузии (Тбилиси, Мцхета, Сиони и др.). В западной Грузии отбор проводился в районе г.Кобулг .и. Всего исследовано свыше 280 образцов. Датирование материала, проведенное археологическими методами имеет точность от ±10 до ±150 лет. Больше половины объектов имеет широкую датировку (±100-150 лет).

Рассматривая общую картину изменения напряженности геомагнитного поля во втором тысячелетии до нашей эры, можно заключить, что основной тенденцией является повышение среднего уровня напряженности в течение всего тысячелетия. Видно, что скорость возрастания напряженности меняется на протяжении тысячелетия. В первой половине она больше. Отклонения от плавного изменения напряженности носят квазипериодический характер.

Напряженность геомагнитного поля во втором тысячелетии до нашей эры также исследовалась по материалам, отобранным на территории Египта, Месопотамии, Израиля и Кипра [ Aitken M.J. и др., 1984]. В работе не проведено осреднение по временным интервалам и не дана кривая изменения напряженности г-ог»»яг>п^тн"т-о по™« но ъ'яртиня изменения напряженности поля

■ !•' ' '•>• Ь i.'ii I 'НИН ' >1 Чнй- i • ,р ■ ..tll'i

' "¡i т. 5; i е '; s. чив-vr .¡¡-.н.н.'ч'о' > :¡ ■■.-¡а и jm-wuhp

' : ' Л) . ••ма: ШПН»; ■ "»'i' с paiten:; \ : ЛО ' " '■si ;<!.;:!.; Азия и Грузия, В общих чертах напряженность в этих районах меняется синхронно.

Таким образом, на основании рассмофенич pesy.it>iaioü исследования изменения напряженносш геома1 ни пюго поля, полученных разными авторами для района с коордннаiами и пределах cp=33"+42uN, X=2b°-s-45"H, можно заключить, что напряженность геомагнитного поля во втором тысячелетии до

нашей эры изменялась в этом районе в основном синхронно. Она выросла в течение тысячелетия примерно в два раза. Во втором тысячелетии до нашей эры, так же как и в первом, происходят резкие кратковременные изменения напряженности поля и квазипериодические колебания с периодом в несколько сотен лет.

Объектами исследования напряженности геомагнитного поля в Грузии в интервале времени вторая половина VT-III тыс. до н.э. были фрагменты бытовой и строительной керамики (как тонко-, так и толстостенной). Точность датировки материала, исследованного с целью получения данных о напряженности геомагнитного поля в этом временном интервале изменяется в широких пределах от ±50 до ±300 лет. Зависимость напряженности поля от времени построена по 173 определениям.

Сравнение полученной для V-III тысячелетий до н.э. картины изменения напряженности геомагнитного поля с данными для последних четырех тысячелетий показало, что уровень напряженности поля в эти три тысячелетия самый низкий на протяжении семи последних тысячелетий.

Рис. 4. Изменение напряженности геомагнитного поля в районе с координатами в пределах cp=36°+43°N, Х=32°ч-45°Е.

Ранее уже говорилось о сходстве изменения напряженности геомагнитного поля в Грузии и районе Египет-Западная Азия во II и V тыс. до н.э.. Следовательно, имеются основания для объединения имеющихся для районов Грузии, Месопотамии и Турции данных о напряженности в VII - V тысячелетиях до н.э. для

Н. А/И

годы

построения единой кривой изменения напряженности в этом районе для последних восьми с половиной тысячелетий. На рис.4 приведена

:'¡;;,": . .и» : vpunii i>;>,íb¡ и . paóo¡ fi.11\ ч,i ¡l<

m;¡.... г ..; •»•¡•и;. чС- м; к м а чип и чрмпи 'корпек ¡ un. >¡-а ))(..

Г tüM.íp S;;IIH..HH¿Í 11;!!!{11Г/.а'1П11и. !11 i c;>iiai ii¡t: in>( i .лил..

' i V 1 ^-IIlII Í..1Í 1 j.^i......... у I ti ц i í' T > n n.

Анализ дашшх об изменении напряженности геомагнитного поля в Грузии за последние семь с половиной тысячелетий, проведенный "пакетом", n-.iл набор колебаний с периода?*!! ''200.

1!* ' 20»! и «0 л-м амплитудами ¡ I -о ь : 0 "

i,u±v,u и i,ü±u,j А/м. гзариацни с периодами менее 500 лет в этот набор не были включены, так как сами данные не имеют на всем временном интервале нужной для выделения этих вариаций подробности.

Для определения устойчивости характеристик колебаний, суперпозицией которых можно представить картину изменения напряженности геомагнитного поля, сравним результаты анализов полученных данных, проведенных по разным временным интервалам.

Анализ данных за последние два тысячелетия позволил выделить колебания с периодами 680, 520 и 340 лет с амплитудами 1,6±0,6; 2,8±0,6 и 1,0±0,6 А/м, более короткопериодные вариации не выделялись в связи с недостаточно узкой датировкой данных.

Анализ данных об изменении напряженности за последние три тысячелетия показал, что картина изменения напряженности может быть представлена суммой семи колебаний с периодами 8000, 3570, 1770, 1000, 800, 500 и 300 лет, с амплитудами 12±1; 4,8±0,6; 6,6±0,6; 1,6±0,6; 2,4±0,6; 2,2±0,6 и 1,2+0,6 А/м соответственно. Колебания выделены с 90% вероятностью. Сначала было выделено 8000-летнее колебание, а затем проанализирован разностный ряд.

Разные приемы проведения анализа, изменение период г-ямого

ч. fililí!. и.-« - ; оро iHMeik'MH ты'-'ор.-• ' ' : • t п.м • т\ • ! м ' i -¡пм ' i. iL.

„»(U,^ 'TT" TT прПГЛТДТ Г мПИИШМ llóralo lo,

• . v. и Hiü >i> • и Hü: mí! ¡ • :¡ i г,р.>д ' i i\ лмшо.ч

v^íj^c^ojicniiíi, ашиинуды же колебаний, полученные по различным ."•;> 'лентам ишервалам могут заметно отличаться. Причем при : -Гюдьши.ч амплитудах -по може1 приводить к "исчезновению" Ra некоторых временных пшервалах. Так амплшуда ■ ел!ясоглеп1е1-о" колебания (с периодом 700-800 лет) увеличивается > расширением временного интервала исследования от двух до трех тысяч лет и уменьшается при расширении этого интервала до семи с лишним тысячелетий настолько, что это колебание не выделяется

как значимое. Амплитуда трехсотлетнего колебания меняется как-будто мало, но есть временной интервал (с середины I тыс. до н.э по середину I тыс.н.э.), где амплитуда этого колебания увеличивается до значения 2,2 А/м.

Таким образом, анализ данных об изменении напряженности поля по разным временным интервалам показал, что степень выраженности (амплитуды) колебаний, суммой которых аппроксимируется картина вариаций напряженности поля, меняется во времени.

Изменение амплитуды колебания легко можно проследить на примере вариации с периодом 1800 лег просто по кривой изменения напряженности поля и по значениям амплитуды этой вариации, полученным на разных временных интервалах, меняющимся в полтора раза на протяжении последних восьми тысячелетий (Таблица 2).

Анализ ряда данных об изменении напряженности геомагнитного поля с середины VII тыс. до н.э. в районе с координатами (p=36°+43°N, Х=32°+45°Е показал, что изменение напряженности геомагнитного поля может быть представлено суммой семи гармоник с периодами 7600, 3100, 2000, 1700, 1100, 800 и 530 лет. Амплитуды этих колебаний - 9,9+0,5; 3,8±0,5; 3,3±0,6; 4,9±0,6; 1,8±0,5; 1,3±0,5 и 2,0±0,5 А/м соответственно.

Амплитуда 1800-летнего колебания уменьшается с расширением временного интервала анализа от четырех до семи тысяч лет. Далее она опять начинает возрастать. Максимальная амплитуда приурочена к максимуму 8000-летнего колебания, минимальная - к минимуму.

Сравнение результатов анализа кривой изменения напряженности поля на временных интервалах разной длины показало, что расхождения в величинах периодов колебаний, суммой которых аппроксимируется исходный ряд, не превышает 10%, т.е. точность определения существенно выше. Амплитуда колебаний (за исключением "трехтысячелетнего" колебания) зависит от временного интервала, на котором выделяется колебание. При определении амплитуды 3000-летнего колебания повидимому большую роль играет точность определения периода "8000-летнего" колебания, так как с увеличением периода этого колебания резко возрастает амплитуда 3000-летнего.

Таким образом, исследование вариаций геомагнитного поля в районе Грузии за последние семь с половиной тысячелетий позволило установить, что картина изменения напряженности геомагнитного поля может быть в основном представлена суперпозицией семи колебаний с периодами от 8000 до 500 лет. Средний период колебания с наибольшим периодом - 7660 лет

C i p вариаций напряженности геомагнитного поля но t :>!мым, полученным по материалу из Грузии.

*ца 2,

временной интервал, годы

Периоды Т, лет; амплитудь! Л, А/м

О -■ 2000 -1100 : 2000

-1800 > 2000 -4400 -:- 2000

-5500 : 2000

-6500 ; 2000

-О0(

мх

3000 УК

Т А Т А Т А Т А Т А Т А Т

680 1,6 •:■') 2,8 34<

3570 4,8 1770 6,6 1000 1,6 800 2,4 500 2,2 30i

3700 2,2 1840 6,0 1180 1,7 780 2,0 530 2,1 38(

3300 4,6 1800 5,1 1000 2,0 800 2,3 550 2,6

3100 2,6 2400 2,8 1780 4,2 1200 1,8 550 1,8

3100 3,8 2000 3,3 1700 4,9 1100 1,8 ,80 1,3 . ^0 2,0

а вариации напряженности геомапштного поля по полученным по материалу Средней Азии.

1 .н./аща 3.

Временной интервал. Периоды Т, лет; амплитуды А, АЛ

годы

TAT АТАТ А Т А Т А Г А 1 \ :

0 2000 1600 4,6 1000 1,3 540 2,С 340 0,7 200 ).(■ п* ,1

-1000 0 510 2,5 370 1,5 160 ! 10: ',1

-14002000 Ь'.-о ■400 4,2 1600 8,4 1000 2,2 670 1,9 470 l,i 310 1,0 16() !» ]oi 0,6

-5700 -■:- -2000 i со 1: 1600 3,2

-5700 - 2000 " 1. 9 200 2,0 2100 3,4 1580 5,4 800 1,0 455 1,С

близок к периоду, полученному По кривой для последних восьми с половиной тысячелетий для района с координатами ф=36°-й30Н, Л,=32°ч- 45°Е.

Степень выраженности колебаний разных периодов на различных временных интервалах заметно меняется.

3.3. Напряженность геомагнитного поля в Средней Азии (с VI тыс. до н.э. до современности')

Средняя Азия - это один из районов, где издревле селились люди. Керамическое производство в этом районе было широко развито в течение тысячелетий. На территории Средней Азии есть уникальные археологические памятники, культурные отложения которых накапливались многие столетия. Этот богатейший материал позволил получить данные о напряженности геомагнитного поля с VI тыс. до н.э. до начала XX в. н.э.

Результаты исследования изменения напряженности геомагнитного поля в последние два тысячелетия на территории Средней Азии были рассмотрены в гл.1.

Материалом для проведения исследования картины изменения напряженности геомагнитного поля в течение двух первых тысячелетий до нашей эры послужили образцы, изготовленные из фрагментов керамики, печей и обожженных площадок из археологических памятников, расположенных на территории <р= 37° ч-39°К, X = 58° -ь 69°Е.

Были исследованы материалы из ряда многослойных памятников. Материал, который использовался для получения данных о напряженности геомагнитного поля в первом тысячелетии до нашей эры, представляет собой совокупность образцов, отобранных как из многослойных поселений, датированных по комплексам, таких как Яшыллы-депе и Кучук-тепа, так и из отдельных памятников, датировка которых иногда дается археологами с точностью до нескольких лет, а чаще - в пределах столетия. Материал отбирался из археологических памятников различных районов - из района г.Ашхабад (Яшыллы-депе), из ряда памятников г.Самарканда (из раскопок Афрасиаба, Саттепо и др.), из древних поселений Сурхан-дарьинской области (Еркурган, Камны-тепа, Кучук-тепа и др.) и района г.Мары (поселение древней страны Маргианы Тоголок-11); всего из 14 древних поселений.

Материал, использованный для построения картины изменения напряженности геомагнитного поля во II тыс. до н.э., был отобран из поселения Джаркутан и двух поселений древней страны Маргианы (Гонур и Келлели). Материал поселения Джаркутан датируется XVI 1-Х в .в. до н.э., Гонура и Келлели - I половиной -серединой II тыс. до н.э.. Определение положения поселений Гонур

и Келлгли на временной шкале имеет ряд спорных моментов, однако в связи с отсутствием более уверенно датированного *ГЛТГРТ7.~" "ПТ-ГЛПТГГГ-Г- т; TTCpr.ofr ТТОлОВШГС I! ТЫ. 11- н . ОЫЛ • ■ ■ i ■' .ii1 "."•.:, -"¡>лл - \ ii' [¡^...млШ! '.! .1 i epn.i л по. ; лы, . i , ■ л ajJAoujiui и1сил udui определен как наиболее дрсьшш.

'•'чмлюи •huhhu.w ю *i т■-> поселения.'.! \Lipinam'

.»>;. ».«-л ( ия. слеши- ЧJi 1 ьш-деис. расположенное неск<мьк> юго-западнее Маргианы. По данным о напряженности геомагнитного поля можно сделать вывод о том, что время существовать поселешш Маргианы ограничено с одной стороны •• ..."П-нгм с'_ла-е1вовгшия Ллпдн-депе. чю соинадаеi с мнением ■ и временем нюрон половины ища пмнлнп».

поселения Джаркутан (с XIV в. до н.э.).

При построении картшгы изменешгя напряженности геомагнитного поля во II-I тысячелетиях до нашей эры использовано 393 определения напряженности поля. Средний уровень напряженности поля за последние четыре тысячелетия изменялся примерно в полтора раза (от 40 до 60 А/м), достигая наивысших значений в первом тысячелетии до нашей эры.

Для исследования длиннопериодной части спектра вариаций напряженности геомагнитного поля необходимо иметь данные об изменении напряженности поля в еще более отдаленные от современности временные интервалы, чтобы продлить имеющийся ряд в глубь веков.

Данные об изменении напряженности геомагнитного поля с VI по рубеж III-II тысячелетия до нашей эры были получены в результате исследования намагниченности фрагментов керамических изделий, отобранных из культурных отложений древних поселений, находящихся в районе г. Ашхабад (<р = 38°N, А=58°Е).

Материал был отобран из четырех археологических памятников: Джейтун, Песседжик-депе, Аннау и Алтын-депе. Отбор мате-

тлич "i'1 гггьпт»г%тггттта frr^TOTfTTO **оттТТТО^ТТ ртт^а-р Г» ^ I

>- ■ t xvxxuaia 1 w ии^иилжи!

: I. » . i . . . ' ; ■ 1 ,1 • Л'Л и. . ■ О . . ■ • '41 ' ■! i> I! .п. ■■ '' л; <' l ■. ' • !:"-.... t . ч.щ

^ячнм древним материалом были образны из поселештя

:: л eirryu Bee время существования поселения датируется первой коловших! VI iuc. до ii.j.. Материал, хсоюрыц был исследован, льпь .иппроьан временным о!резком 5800-;5(>00 1.1. до 1 Материал н ! Песесджик-дгпе да шрус iся о) резком времени 5500+5150 г.г. до н.э..

Рамки существования поселения Аннау по археологическим данным - примерно 5250+3750 г.г. до нашей эры. Керамика отбиралась из разреза культурных отложений северного холма Аннау, накопление которых закончилось примерно в начале IV тыс. до нашей эры. Отбор проводился послойно - из каждого метра. Был исследован материал, отобранный из 16 метров культурных отложений,

Поселение Алтын-депе датировано археологически серединой V - рубежом III-II тысячелетий до нашей эры. Археологические раскопки велись на нескольких раскопах, частично параллельных друг другу. Керамика отбиралась из слоев (ярусов) мощностью по 0,5 метра. Исследован материал из 1, 9,11 и 16-го раскопов.

Таким образом, ряды данных, полученных по материалам из различных памятников и раскопов одного памятника (Алтын-депе), в некоторых своих частях пересекаются, т.е. представляют напряженность поля в один и тот же временной отрезок, что позволяет в некоторых случаях уточнить датировку времени накопления культурных отложений. Обычно датируется время существования памятника в целом или отдельных его этапов, т.е. время накопления пачки культурных слоев или отдельных строительных горизонтов. В построении кривой изменения напряженности поля было использовано 234 определения.

Датировка столь древних археологических памятников бывает спорной. Сделать вывод в пользу той или иной датировки материала дает возможность сравнение данных о напряженности геомагнитного поля, полученных в результате его исследования, с данными, полученными по одновозрастному материалу.

Так в данной работе были сделаны некоторые уточнения датирования объектов в результате рассмотрения данных об изменении геомагнитного поля. Данные по материалу из первых двух метров (отсчет снизу, с древних слоев) культурных отложений поселения Аннау относятся примерно к 5250+5050 г .г. до н.э. (исходя из археологической датировки и мощности культурных отложений). Однако напряженность поля, полученная по этому материалу (33,8 и 36,5 А/м), существенно меньше напряженности, полученной по материалу Песседжик-депе, датированному 5250±100 г. до н.э. (39 А/м). Вообще все определения по материалу, датированному VI тыс. до н.э. (кроме материала Аннау), дают напряженность геомагнитного поля выше 37,5 А/м. Повидимому в конце VI тыс. до н.э. происходит быстрое падение напряженности поля. Дата начала функционирования поселения Аннау археологически определена приблизительно, а из рассмотрения данных об изменении напряженности геомагнитного поля в VI тыс. до н.э. следует, что начальные слои культурных

отложешш Аннау нужно отнести к несколько более позднему времени - к концу VI тыс. до н.э.. Исходя из того, что время существования Аннау следует за временем существовашш

¡лиг,;

■!'; *;! :,- • "т N (. а . . чл, I ■ - . (■ п ■ ■■.! .'¡- ■ ,, наш ; ; .сгь.г,

исследованный материал Аш1ау накопился с I века VI тыс. до н.э. по X век IV тыс. до н.э., то можно построить согласующуюся картитгу изменения напряженности поля, что подтверждает

";''•.!• м;рр -ч инь ■ г.ремени начала ф\ мншпннрпиани;1

Материал из 11-го раскопа Алтын-депе относится к наиболее древней части культурных отложений памятника и представляет более двух третей всего времег л существования поселения (с 4400 г. по 2750 г. до н.э.). Начиная со слоя, датированного 3700±30 г. до н.э., материал разделен на слои, накопление которых происходило за 60 лет. Дробность разделения этого материала и уверенность его датирования явились основанием для того, чтобы принять материал этого разреза, как опорный.

Н. А/и

55-

45-

Рис. э. Изменение напря/кеннопн 1 еоманшшогп поля ь (рсднеп Азии.

Приняв такую схему расположения исследованных материалов на временной шкале, можно построить кривую изменения напряженности геомагнитного поля в VI-III тыс. до н.э.

На рис.5 представлена кривая изменения напряженности геомагнитного поля в Средней Азии за последние восемь тысячелетий. Выбор интервала осреднения обусловлен

точностью датирования материала объектов и распределением самих объектов во времени. Распределение по шкале времени считаем непрерывным. Перерывы в данных, связанные с отсутствием материала, заполнены с помощью интерполяции. Эффективный интервал осреднения - 75 лет, сдвиг - 50 лет.

3.4. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным об изменении напряженности в Средней Азии.

Данные о напряженности геомагшпного поля в Средней Азии в последние два тысячелетия позволили исследовать спектр вековых вариаций в диапазоне колебаний от нескольких десятков лет до тысячелетия. Были выделены колебания с периодами 1000, 540, 340, 200, 110 и 60 лет. Приведены округленные значения периодов, так как ошибка их определения, как было показано выше, 10%. Амплитуды выделенных колебаний 1,3±0,2; 2,0±0,2; 0,7±0,2; 0,6±0,2; 1,1±0,4 и 0,6±0,3 А/м соответственно.

По совокупности результатов исследования изменения напряженности геомагнитного поля в течение четырнадцати столетий до нашей эры с результатами, полученными для временного интервала двух последних тысячелетий, и данными о современном поле, была построена кривая изменения напряженности поля за последние тридцать четыре столетия, которая была проанализирована с целью определения набора гармонических колебаний, суммой которых может быть представлено изменение напряженности поля. В первую очередь было выделено колебание с наибольшей амплитудой. Период этого колебания - 1600 лет. Анализ показал, что рассматриваемый временной ряд может быть представлен суммой гармоник с периодами 3400, 1600, 1000, 670, 470, 310, 160 и 100 лет. Амплитуды колебаний - 4,2±0,7; 8,4±0,8; 2,2±0,6; 1,9±0,6; 1,8±0,6; 1,0±0,4; 0,9±0,4 и 0,6±0,3 А/м соответственно.

Разные анализы (некоторое изменение длины ряда, варьирование этапов выделения вариаций, относящихся к разным диапазонам спектра вариаций), показали, что точность определения периодов колебаний, так же как и было определено в предыдущих анализах, можно принять равной 10%. В этих пределах могут изменяться периоды колебаний, суммой которых

представлен исходный ряд, без значимых изменений дисперсии остатка.

Сравнение полученного набора с результатом исследования

<j\. i,.i;>iK!flsll! напр-.жонм.'. Hi I С. i\i a i НИ i Hi Ч . ¡If li !!■-■ KlHHi n u:npHVi.cmto>-.ii no.> ',-ченис i;.',' i.'.'iiiir- my

п.Ir1 uu. >ri.'ri:ii Afiuortiri-tmrtoT 1-1 !¡ii о "'Ol

■<•!•• ¡<н>. fijнi iiia.ut'«.' :i.-ihh(i> ••• pn ure.w шн.

------'L-.-l___L11__ - j Wdux'xwuiw umuilil J Ди* J1U1U lie

сравнению с последними двумя тысячелетиями. В исходном ряде, представляющем изменение напряженности на протяжении нашей эры присутствует колебание г периодом 6"7П лет однако

..чнли (У.ла '! < и ■) колебании мала и >ж> не ni i i.- мы л.'лено car

ilVlll'KV.

Изменение характеристик вариаций геомагнитного поля, в данном случае "выявление" и "пропадание" вариаций, отмеченное ранее при исследовании спектра вариаций напряженности геомагнитного поля по даши>ш для Грузии, может быть связано не только действительно с увеличением амплитуды вариаций напряженности поля на определенных временных интервалах, но и с наложением друг на друга гармоник с различными периодами.

Анализ кривой изменения напряженности в I тыс. до н.э. дал набор колебаний с периодами 510, 370, 160 и 100 лет. Амплитуды колебаний 2,5±0,4; 1,5±0,4; 1,8 ±0,3 и 1,1±0,3 А/м соответственно. Амплитуды почти всех колебании (исключением является 100-летняя вариация) на этом временном отрезке больше, чем в более позднее время.

Амплитуды более длиннопериодных колебаний (1000- и 1600-летних) также увеличиваются при расширении временного отрезка, к которому относятся анализируемые данные, от двух до трех с лишним тысячелетий.

Наиболее ярко в изменении напряженности поля проявляется колебание с периодом 1600 лет. Его амплитуда намного превышает амплитуды других колебаний (кроме 8000-летнего).

~ . I 'О, '.] , ; MiHii.1V. Ч.ИГ'.Л 1 -lii:: i I, . о\. Л i > i i И = i . ■ : ■ ■ ■ •■■-:! г ' .."рП1'..Ч<; i! ;\!с.Ч i CM! ( : ■ <; i i i p 4 " >". II! [o ЛИ.:

подвергнута гармоническому анализ. Представление v^f

е ;1' .J!iJ.^ i^'i^Xj . . *^де. ^vwjioouiiiiii i^__¡_i 11

3.2i 0,5 А/м соответственно.

Для получения характеристик колебании ь диапазоне периодов от полутора по восьми тысячелетий на всем интервале времени. для которого получены даштые о напряженности геомагнитного поля, был проведен анализ "пакетом", а не долашю. Бил получен набор колебаний с периодами 7800, 3200, 2100 и 1580 лет и амплитудами

9,3;, 2,0; 3,4 и 5,4 А/м соответственно. Ошибка определения амплитуд - 0,4 А/м.

Ошибку определения периодов можно принять в 10%, причем это завышенная величина. Оценка точности по разбросу определений по разным временным интервалам как правило дает большую точность (Таблица 3).

: Проследить изменение амплитуд вариаций со временем можно, рассматривая 1600-летнее колебание.- На кривой изменения напряженности геомагнитного поля (рис. 5) видно, что амплитуда 1600-летнего колебания возрастает в течение нескольких тысячелетий, а затем уменьшается. Наименьшая амплитуда приходится на минимум длиннопериодного ("8000-летнего") колебания, а максимальная - на его максимум. На разных временных интервалах амплитуда этого колебания меняется примерно от 3 до 8 А/м.

Рис. 6. Средне-75-летняя кривая изменения напряженности геомагнитного поля в Средней Азии с аппроксимацией суммой из четырех гармоник (сплошная линия) с периодами 7800, 3200, 2100, и 1580 лет.

На рис 6. представлена средне-75-легняя кривая изменения напряженности геомагнитного поля в Средней Азии с ее аппроксимацией суммой четырех гармоник (сплошная линия) с периодами 7800, 3200, 2100 и 1580 лет. Видно, что сумма четырех гармоник хорошо представляет картину изменения напряженности поля в последние несколько тысячелетий. Отклонение от этого представления реальной кривой изменения напряженности поля в основном содержит вариации с более короткими периодами.

Следовательно, наблюдаемая картина изменения напряженности геомагнитного поля может быть представлена суммой гармоник, т.е. кажущееся изменение амплитуды вариаций

напряженности поля на разных време!шых интервалах связано с наложением друг на друга колебаний разных периодов (имеющих разные акплитслм) Повчдичому «то оправпливо тт гттттг "?ттгтт;т~

е ел' • л л i , . . , л. ■ лч í -ркал.л .up •■','rir ;v!i u::' ií '.рел o

'"Ve;. . i ■ ii.if liiaUüi; i>anp„ л.сннч.. hi i et .',iai üuiimi ■ u. > ля п< > л ч н-■ Л • с - , ■ ■>: •. :>i-v.; ¡i í.'.u'iííhh.; i'.aiipiwi-.Hiiv'.^ i .i чч..|,1 i. i pe.íiieti

тни с vi ibic. до н.э. по современность содержит 11 колебаний, периоды которых можно пршытъ равными 7800, 3200, 2100, 1600, 1000, 720, 510, 340, 180, 110 и 60 лет. Полученный спектр весьма ттгт гтгсктр. составленный на основании исследования с :■>,•,л. .лишь'! -. однако ниервые нолччен »• ре jy.it. к: i ..v-^i^iwjouiiíi» даипыл oó изменении напряженности геомапштного поля в одном районе.

Суммируя результаты анализов рядов данных об изменении напряженности геомапштного поля в районе Кавказа и Средней Азии можно отметить, что спектры вариаций имеют большое сходство и, в то же время, ряд различий. Основное различие - это намного больший размах колебаний напряженности поля с периодами в несколько столетий в районе Грузии. Это обстоятельство затрудняет определение величины периода длшшопериодного колебания, и расхождение в определениях периодов этого колебания нельзя принять значимым.

Расхождение же в периодах "полуторатысячелетнего" колебания, которое имеет средний период в районе Грузии 1760 лет, а в Средней Азии - 1600 лет, значимо, так как точность выделения этого колебания не позволяет приписать расхождение в полученных величинах ошибкам определения.

Характер вариаций напряженности геомагнитного поля -возможность представления наблюдаемой картины вариаций суммой ряда гармонических колебаний и вид спектра - в обоих районах можно считать одинаковым в первом приближении.

Таким образом, можно сделать вывод о правомерности ■ - ' !.,'■ .1. ■ '.ion .,1р. ¡ПН. , , :рл IMífli -i.i ,ípl; елл. . ч!

: ■;.., ¡i, • ; . 1 «МОИ ЛЛЛ.1 ' I Л л , .Hit'!-'. ! ■> í,, (;• 1 I ¡¡¡¡л

, ."П"'1 "Т..'! IITI и 11. < nri.ir-'i-тл.. Т>"Г1ТТЛШШ.

¡c.'ij • ■ ..Ч'.л.'НпыН и • ам-i. НИИ pe uní и- • с « »p

----------- iuiiv-^jjUjiuiu ajíi оОоих районов содержит i i колебании с

л.рл мамн (с шчиослью до ошибок определения) 7600, 3300. 2100. i 100 751), 520, 340, 200, i 10 и 60 лек "Проявление" и "исчезновение" впритпш иппр-жоштоепт ; . л-.ла нн шого поля на разных временных интервалах является лл: пллем /-ложения колебаний разных периодов.

Глава 4. Пространственно-временные характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля.

4.1. Амплитудно-фазовые характеристики вариаций геомагнитного поля.

В последние 10-15 лет объем данных об изменении напряженности геомагнитного поля существенно увеличился. Получены новые данные для Болгарии, Грузии, Средней Азии, Китая и Японии, которые позволили построил, ряды данных об изменении напряженности геомагнитного поля в последние тысячелетия, что и послужило основанием для проведения анализа совокупности этих данных с целью получения спектра вариаций и исследования фазово-амплитудных характеристик колебаний, суперпозицией которых может быть аппроксимирована картина изменения напряженности геомагнитного поля. Исследовались ряды, построенные по совокупности данных, опубликованных в работах [Kovacheva М., 1980, Kovacheva М.,1992, Начасова И.Е., К.С.Бураков,1986, 1987, 1995, 1997, Wei Q.Y и др., 1982, 1986, 1987, Yang S. и др., 1993, Sakai Н., Hirooka К., 1986].

В связи с уменьшением объема имеющейся информации с продвижением в глубь тысячелетий анализ производился поэтапно с расширением временного интервала исследования.

4.1.1. Амплитудно-фазовые характеристики вариаций геомагнитного поля с периодами в несколько столетий. Наиболее подробные данные о напряженности геомагнитного поля относятся к двум последним тысячелетиям. Поэтому сначала была рассмотрена совокупность данных об изменении напряженности геомагнитного поля в течение послед них двух тысячелетий. Районы исследования расположены примерно на одной и той же широте, но на разных долготах. Для четырех районов были построены кривые изменения напряженности геомагнитного поля с использованием методики построения кривых, описанной ранее.

Полученные временные зависимости напряженности геомагнитного поля отнесены к координатам, представляющим из себя средние значения для каждого района отбора материала: Болгария - Х=27°Е , cp=42°N, Грузия - Х=44°Е, cp=42°N, Средняя Азия - Х=65°Е, cp=40°N, Япония - X =136°Е, <p=34°N.

Данные о напряженности геомагнитного поля, полученные в результате проведения археомагнитных исследований, дополнены данными прямых наблюдений. Данные, полученные для Китая, в этом рассмотрении не участвовали в связи с неравномерностью распределения во времени.

Из рассмотрения картины изменения напряженности геомагнитного поля можно заключить, что прямое сопоставление полученных кривых изменения напряженности дает

противоречивую информацию. Если только не предположить, что в один шггервал времени осуществляется восточный сдвиг, а в другой западный. Сопоставление ^ грттгот? тт~ п—г.тттттт

- .,.; Лм!М ллы: ■ ai -ai ги. ■'> п ■ ' ' i a u¡ - ' J : i i i >'; г. ¡. *; l í:. ii Л i , .

Л! i'.: i . í -0 ;--.--.Cl-iii- v i^lu, ^ tvttívun ituoimu

«-TTTT-.-—,¡. ,;pO/>, >_i;i i I OII.Í. I.lr.l.lii! ' K,:!..». . •

' :... i Í ¡i M I i V •. •. : ; . ...I ¡ . . .i¡... и nli'ii.'HII..

ччи^л^пли^ш хеомагнитного поля свидетельствует о невозможности описания изменения его пространственных характеристик просто сдвигом всей картины по поверхности Земли. г И Брппгтстсттн предложил предел авленп,- вариации

щи П!<.>; .. и,и-> .лперпошинеи полей ¡я «апныч

^^ .«iiüiJiMH nujitidjin, распространяющимися в земном ядре. Бегущие волны распространяются как на восток, так и на запад. Анализ информации об изменении геомагнитного поля в разных районах земного шара, большего, чем ранее объема дает возможность проверить это ^ едположение.

В результате проведенного анализа кривых изменения напряженности геомагнитного поля в разных районах в течение последних двух тысячелетий, выяснилось, что каждая кривая может быть описана набором из 4-6 колебаний.

Для Японии кривая вариаций напряженности поля почти полностью описывается четырьмя гармониками, поэтому для того, чтобы анализ кривых был идентичен,!! для других регионов ограничились представлением из 4 гармоник. Каждый набор гармоник с минимальной остаточной дисперсией описывает определенную кривую. Эти наборы несколько отличаются в разных регионах, хотя и имеют общие черты. Периоды колебаний лежат в пределах от 3000 до 200 лет. Амплитуда колебаний напряженности поля для Болгарии и Грузии существенно больше, чем для Средней Азии и Японии. Повидимому возрастание амплитуды вариаций является характеристикой долготного сектора, к которому относятся эти территории.

;'•'■> НИИ I IЛ пр • Л Clllr, I и ; >'. U Mí Í ПЬ Л - Л . 11, м i ' '.. п • МИЛ. .ц

Оыли провалены янчлтгзы г тто.тгтаттопггй ттл^.-рог, г..ч.-?>иши •

¿.íi''.. ii-.u-ui^i« «чоди ucUiaicrtDiuHA квадрашв оыла

аппроксимирована чегырьмн наборами из четырех синусоид Для г .г.гдого кол.-бания были получены наборы фазовых характеристик - фя ч данного колебания для определенной территории на рубеже эры (в 0 году).

Длина исследуемых рядов недостаточна да* уьеренною вьщеления колебания с периодом 2000 лет (равным длине

исследуемых рядов) или большим 2000 лет, поэтому колебание с периодом 2000-3000 лет рассматривать не имеет смысла.

Период следующего колебания по анализам рядов напряженности геомагнитного поля для разных территорий варьирует от 740 до 970 лет. Рассмотрение четырех наборов фаз этого колебания для разных территорий показывает, что имеет место восточный дрейф. В этом диапазоне длин колебаний напряженности геомагнитного поля дрейф меняет свою направленность. Для колебаний меньших периодов наблюдается дрейф западного направления. Разброс значений скорости дрейфа 0,17 -г- 0,21 градуса в год. Период следующего колебания изменяется от 390 до 540 лет. Фазы "пятисотлетнего" колебания, полученные в результате анализа всех четырех кривых по набору, определенному по кривой для Средней Азии, имеют наименьший разброс около прямой, которой аппроксимируется зависимость фазы сро от долготы X. Фазы пятисотлетнего колебания, полученные по наборам для других территорий, обнаруживают заметный разброс, однако тенденция западного сдвига прослеживается уверенно. Скорость западного дрейфа, определенная по набору для Средней Азии, равна 0,21 градуса в год. Фазовые характеристики, полученные для самого короткого из четырех колебаний - "двухсотлетнего", указывают на то, что для этого колебания характерен западный дрейф, хотя точность определения фаз невелика, и определение скорости дрейфа весьма затруднено. По значению фаз этого колебания для Болгарии, Грузии и Средней Азии, полученным по "болгарскому" набору, можно провести прямую зависимости сро от X, и тогда значения <ро для Японии хорошо ложится на прямую, если к ним прибавить 4я. В остальных наборах значения сро для Японии вычисляются таким же образом. Попытка оценки скорости дрейфа по данным из анализа по "болгарскому" набору дает среднее значение скорости 0,2 градуса в год. Полученные значения скорости дрейфа колебаний с различными периодами близки, так что можно принять, что все они распространяются с одной и той же скоростью - 0,2 градуса в год.

Таким образом, картину изменения напряженности геомагнитного поля можно представить как результат сложения нескольких колебаний, обладающих дрейфом разной направленности.

4.1.2. Амплитудно-фазовые характеристики вариаций геомагнитного поля с периодами в диапазоне 700-2000 лет.

С целью исследования характеристик вариаций продолжительностью от нескольких сотен до тысяч лет рассмотрим вариации

напряженности геомагнитного поля в течение последних четырех тысяч лет. Расширяя временной отрезок исследований,

11[-»^¿¡v 1 a в леии я.

чЛр.П 1 Cpll. ! И!

н, a/m

¿UVU годы

гис. /. кривые изменения напряженности геомагнитного поля пос челни.^ 4 тысячелетия на территории: I-С оперной Америки 2-•о îr.ipn.s. V? pyui!!, ¿-(.'родней Азии, 5-Китая, 6-Ягюшш.

Î к'еледование проведено на данных об и зменении дацря^оашоош i cojuctrmiiHoi о поля в îeiemui последних 4 гысячелетий на территории Болгарии, Грузии, Средней Азии,

Китая и Японии. К данным по восточному полушарию были также присоединены данные об изменении напряженности геомагнитного поля по западному полушарию, полученные по материалу Северной Америки [Sternberg R.S.,1989]. На рисунке 7 представлены полученные кривые изменения напряженности геомагнитного поля во времени, построенные по данным за последние 4 тысячелетия.

Полученные временные зависимости напряженности поля были отнесены к координатам, представляющим из себя средние значения для каждого района отбора материала, как уже было сказано выше. Кривая, построенная для Китая, отнесена к точке с координатами Х=110°Е, <p=34°N, для Северной Америки - А,=250°Е, <p=34°N.

Исследование характеристик вариаций напряженности геомагнитного поля на территории Китая вызывает особый интерес в связи с тем, что в этом районе расположена Восточно-Азиатская аномалия векового хода магнитного поля Земли.

Анализировались разностные ряды (исходный ряд минус длиннопериодное колебание с периодом восемь тысяч лет). Для каждого ряда с помощью метода градиентного спуска были определены параметры колебаний, суммой которых аппроксимировался ряд. Наиболее четко выделяются колебания, средние по всем кривым значения периодов которых можно оценить в 1600, 1000, 700 и 450 лет. С помощью метода наименьших квадратов кривые для каждого региона были представлены набором синусоид с этими периодами и получены их амплитуды и фазы. Вариации с периодами 500 лет и менее рассмотрены выше по данным для двух последних тысячелетий, точность и представительность которых существенно выше, чем на отрезке времени до нашей эры.

Рассмотрим колебания с периодами 1600, 1000 и 700 лет.

На рис 8. приведены фазы колебаний с периодами от 700 до 1600 лет в 2050 году до н.э., отнесенные к долготе. Все три рассматриваемых колебания имеют дрейф, однако два из них (1600- и 1000-летнее) обладают западным, а 700-летнее - восточным дрейфом. Скорость дрейфа можно оценить в 0,2 градуса в год.

Как уже было сказано, основной особенностью вариаций напряженности поля в рассматриваемый период времени является вариация с периодом примерно 1600 лет. Период этого колебания меняется от 1500 лет для Болгарии до 1800 лет для Грузии. Амплитуда этого колебания по данным гармонического анализа для Болгарии и Грузии около 4 АУм, для Средней Азии и Китая -8-7 A/м, а для Японии - около 2 А/м. Как видим, амплитуда этого колебания меняется в зависимости от долготы.

(Г\ Г^тл о п т t /-*»

200

40 80 120 X, градусы

Рис. 8. Долготная зависимость фаз гармоник с периодами: 11000, 2- 1600, 3- 700 лег в 2050 г. до н.э..

Так как эта вариация хорошо прослеживается просто по кривым изменения напряженности геомагнитного поля, то можно Проследить моменты нист^пттони" ^TT-mrwnT' ~-~тт ^тртт-итттт-

, , ; : - .! 1 . Л ' ■ ■ ■ ■ '<.->'! ■ ■ '¡ар ' . I '- 1 ' !,1 •i i> I! Ii ■ '¡Л|| .1 Г-:

"' j^-i-iiL.^ ^. ^^.i^vmutw ^Dcjin-intibi периода И

"\>p\ ¡peîul'.i') TT;i pin '' млн--. -H! ■ щги.'ши-г n'ii :< : .. • ' 1 'M,1;; ; ; : И'.1 \ '.bv , ; о . i ■•Лаиич

данные oO изменении напряженности геомагнитного поля в С еверпои Америке имеются только для двух последних плсячелетин, ■не не даел возможности определить период вариации, однако я'.тплптудп вариации (7 Л/м) сраьнима с ампли |удои "'1,5-гысячслетней" вариации. полученной для восточного пол\шария. 4ïu позволят ъключить эти данные в рассмотрение характеристик этой вариации.

Гм,'годы 2000г

1000

-1000

-2000

-150 -50 . 50 X, градусы

150

Рис. 9. Смещение максимумов "1500-летней" вариации напряженности геомагнитного поля по долготе: 1- первый максимум, 2- второй максимум.

Прослеживается закономерность в расположении временных отрезков, на которые приходятся максимумы полуторатысячелетией вариации напряженности геомагнитного поля, в зависимости от долготы района исследования напряженности поля. Западный дрейф прослеживается четко. Через рассматриваемые временные отрезки можно провести прямую, проходящую через середины отрезков по данным Болгарии, Грузии, Средней Азии и Японии для случая первого максимума, относящегося в основном к интервалу времени до нашей эры. Данные по Китаю и Америке обнаруживают отклонение, которое может быть связано с погрешностями определения, но может и отражать влияние какого-либо геофизического процесса. В пользу второго предположения свидетельствует картина, полученная для второго максимума, где отклонения от прямой обнаруживается

для наиболее представительных рядов данных об изменении напряженности геомагнитного поля. пол\'ченных по материалам из

-:••.■. .-I о-, ни: в р • 1неп > ли :<о лм.ги.

. е.:!.- ■ : пынне:: нале лиг.- -денш:-. ^д^лИ-ИЩИ,

> . ;• ючшлм лп.'.чфч'м

■ , < ; ■ '! . ; ! : I ■Л ■ Ч -п;!!-! V . I) ' :" ¡1.1 о ■ _ ■ . , а, Я- ' .. :

сиииадае! со скоростью западного дрейфа, полученной по прямым наблюдениям. Расстояние между прямыми примерно 1500 лет.

Скорость дрейфа геомагнитного поля по оценкам различных гттплсп т:~.теб-:тся г. тпротатх пределах. Очлшдно чю ■ • • л; 1 о 1;5,. .. ;.е>р'.>, ш дре»к|м ишио.л! \в>1\ 1 ио шика г>. ь.н. и ^ .эа вшмилшил ПС 1 очное 1 си а определениях, лак и из-за ВЛИЯНИЯ других процессов на вид изменения поля. Отклонения от прямой линии зависимости моментов максимумов "1,5-тысячелетней" вариации напряженности геомагнитного поля от долготы довольно заметны, и при сопоставлении данных только по двум территориям можно получить скорость дрейфа, варьирующую в широких пределах.

Таким образом, показано, что наиболее яркой особенностью изменения напряженности поля в последние четыре тысячелетия является "полуторатысячелетняя" вариация. Это колебание является одной из главных характеристик процесса генерации геомагнитного поля. Оно имеет глобальный характер, а не связано с региональными особенностями геомагнитного поля, как предполагали ранее.

То, что вариации напряженности геомагнитного поля можно представить суммой гармоник разных периодов, имеющих как западный, так и восточный дрейф, говорит о невозможности объяснения явления западного дрейфа только проскальзыванием ядра Земли относительно мантии.

4.1.3. Амплитудно-фазовые характеристики вариаций геомаг-

- ■ пуие я» л ■> 1!.и 1-Ч . ¡1 I

л Ч ! ! ¡,'1 р!М ! д ' I ; ¡¡I 1 и 1. '. , 1Д | м 1 ч .. ; 1 НИ Л

по елрл1с\лггнллттт «гироРЫУ ДЯННЫ* ПЧ^ттмтт ттггттето^тт^л^.т

• }. . .■ , I и 1 ' I л л р ДЛ : п. И,; ' . •1 :.11 лн. ьлы

. -. —, ...... ..-ч.е... .. *., е.... у |. .. ii.nv.ji.nj. .и

. еи.'л/дикя примерно на рубеж лры. минимум - на IV-V нлсячелегие

' нашей лрь;.

)\ля пяти рассматриваемых районов можно построить нречеч-лме мвишмоеш напряженности г'еомагни 1Иого поля ш последние яч^легни н риссмохрегь характерххстшдх д-нншонерхходного колебания на этой части земного шара.

В связи с недостаточной длиной ряда было проведено сравнение невязок синусоид разных периодов с полученными кривыми для того, чтобы выявить, колебание какого периода, общего для всех кривых, имеет наименьшее отклонение от наблюдаемого хода напряженности поля. С помощью метода наименьших квадратов кривые изменения напряженности поля в рассматриваемых регионах были аппроксимированы синусоидами с периодами от 7 до 10 тысяч лет. Оказалось, что минимальные невязки с исходными рядами данных о напряженности поля для Болгарии, Грузии и Средней Азии имеют колебания с периодами 7 и 8 тысяч лет, а для Китая и Японии - с периодами 8 и 9 тысяч лет.

Следовательно, суммируя результаты проведенных анализов, можно заключить, что синусоида с периодом 8000 лет наилучшим образом представляет плавное изменение напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий.

При помощи метода градиентного спуска были получены характеристики колебаний, которые наилучшим образом представляют ряды данных плавного изменения напряженности геомагнитного поля для каждой территории. По данным, полученным по материалу из Болгарии, период этого колебания был определен в 7300 лет (амплитуда 10±1 А/м), по материалу из Грузии был получен период - 7200 лет (амплитуда 11±1 А/м). Для Средней Азии, Китая и Японии были получены периоды в 7800, 8300 и 8000 лет с амплитудами 9,3±0,4; 6,1±0,8; 9±1 А/м соответственно.

Расхождение крайних значений величин периодов "основного" колебания напряженности геомагнитного поля - 1100 лет, т.е. ошибка определения средней величины периода этого колебания существенно меньше 10% - той величины, которая была принята за оценку ошибки определения периодов вариаций напряженности геомагнитного поля. Это еще раз свидетельствует о том, что оценка точности определения скорее занижена, чем завышена.

Амплитуды 8000-летнего колебания, полученные для пяти вышеупомянутых территорий при аппроксимации с помощью метода наименьших квадратов незначительно отличаются от вышеприведенных (в пределах ошибок определения). Расхождение амплитуд этого колебания для четырех территорий (1фоме Китая) невелико, но несколько превышает ошибки определения. Амплитуда 8000-летнего колебания напряженности поля в Китае более чем в полтора раза меньше, чем в других районах.

Таким образом можно считать, что период рассматриваемого колебания близок к 8000 лет, а амплитуда меняется с долготой. Фаза этого колебания также изменяется с долготой.

По данным о напряженности поля на территортш Болгарии максимум 8000-летнего колебания приходится на более ранний пяпиол чей « г-ру..«.! р Яттотпттт ".гпт;"гг"~.; vr,>i . ¡.олсблнп;

..(¡.¡.'¡от, - -л: ■ '!.•-".•:.• : л ; 4W". , . . чныи доли'!

t -1 i i Uf<.; ¡ii прингден- к >.!(•> im::'-' ta!'»! -nvo.-ii u

... , k;. in I >.k' -i:K . k i (ici о l: k'.lil ! !4V ' ( ■ 1 H ' ! Mi! ДО "I! ■ ' T

44°, 65°, 110° и 136°E, соответствующих средним значениям долгот территорий Болгарии, Грузии, Средней Азии, Китая и Японии. С помощью метода наименьших квадратов проведена прямая.

.:чд;)'>|.\ пмнрукшип; завиенлкк'к. фазы ЫЮО-легнего колебании

-fini к'!И ¡Л»1;ИПН ШОГо ik ; Ч TO-'iîOll.i t pe.iHUK Ге.ТИЧИНа

отклонения точек от прямой - 4°, что соответствует при пересчете на временной масштаб примерно 80 годам. Можно, повидимому, принять эту величину за точн^ гь построения кривых зависимости напряженности поля от времени.

çpo.rpafl

Рис. К). Долготная зависимость фаз 8000-летнего колебания напряженности геомагнитного поля п 5250 г до н.■> .

Полученные по территориям г долготном секторе 27 :-t>5'L фазы >'000-четного колебания (и 5250 году до н.э.) для Болгарии. Грузии и

Средней Азии - 229, 214, и 217 градусов, а для территорий в секторе 110° ч- 136°Е - Китая и Японии - 205 и 202 градуса соответственно.

Расчитанная по этим данным с помощью метода наименьших квадратов прямая долготной зависимости фазы 8000-летнего колебания для всего долготного сектора 27° -s- 136°Е позволила получить скорость восточного дрейфа этой волны 0,21±0,02 градуса в год.

Территории, для которых получены характеристики 8000-летнего колебания, располагаются в рассматриваемом долготном секторе неравномерно. На западную половину сектора приходится три из них. В связи с этим особый интерес представляют определения напряженности геомагнитного поля, имеющиеся для восточной части сектора.

Для дополнения картины изменения напряженности геомагнитного поля в долготном секторе 100°4-136°Е рассмотрим данные, имеющиеся для района оз.Байкал. Некоторые данные о геомагнитном поле в этом долготном секторе были получены в результате исследования материала небольшой коллекции из 24 образцов, отобранных из района озера Байкал. Амплитуда 8000-летнего колебания для района оз.Байкал - 11 А/м, фаза в 5250 году до н.э. - 203°.

Отклонение полученной фазовой характеристики от прямой, проведенной на основании результатов исследования материалов других территорий, находится на уровне отклонений для Болгарии и Грузии. Амплитуда близка к средней по этим территориям. Так что полученные характеристики длиннопериодного колебания оказались близкими к средним характеристикам. Такой хороший результат, повидимому, был обеспечен равномерностью распределения материала по временной шкале. Таким образом, получены некоторые указания на то,что отклонения в амплитудных характеристиках вариаций напряженности геомагнитного поля в Китае характерны именно для этого района.

Большой объем данных об изменении напряженности геомагнитного поля в VI-III тысячелетиях до н.э., полученных для Средней Азии, позволил получить характеристики 8000-летнего колебания по этому временному интервалу и по последним четырем тысячам лет.

Восьмитысячелетняя гармоника, которой было аппроксимировано длиннопериодное изменение напряженности геомагнитного поля в Средней Азии по данным, полученным для последних четырех тысячелетий, имеет амплитуду 14±1 А/м и фазу в 5250 г. до н.э.- 218°.

Расхождение с характеристиками, полученными по кривой изменения напряженности поля на участке с 5700 г. по 1900 г. до • .! 1 . лр.-лсл.г 4нп6"]. ,.прел.лени.-! '¡ернид ч.ч .■'■.!-'!!• -'! ч.-лмыи доевнем\ ■• час по кривом \Мм;

"" ! ТТсрпоп мЧн .• .-.ол-чиния ..иределеннмй п. > ;л'.ч " ... ;чили; з д.; л. ч меп.лиепп.

ашшнуды оиии-лелнею колеоания, полученной при анализе всего ряда (с 5700 г. до н.э. до современности), связано не только с ошибками определения характеристик длшшопериодного —тсбптлг" ттл тгагсптелыто коротким рядам, но и е несколько • . • 1е-!• ¡пали «а

п.;: 1 ¡рм ацин кришш изменения напряженности поля по всему ряду была сделана "пакетом", а короткие ряды анализировались поэтапно, т.е. сначала выделялось только дятшопериодкое колебание. Обычно амплитуда одного колебания получается несколько больше. В результате рассмотрений характеристик длиннопериодного колебания, полученных разными способами, можно сделать вывод об их устойчивости.

Тот факт, что характеристики колебания напряженности геомагнитного поля, полученные по данным об изменении напряженности поля на временных интервалах примерно в -Головину периода, очень близки, говорит о том, что вид этого колебания близок к синусоиде.

Амплитуды 8000-летнего колебания, полученные по данным об изменении напряженности геомагнитного поля для четырех территорий в долготном секторе 27°±136°Е (Болгария, Грузия, Средняя Азия и Япония) близки, однако можно отметить, что по данным для Болгарии и Грузии получены несколько большие значения амплитуды (10 и 11 А/м), чем для Средней Азии и Японии (9 и 9 А/м). Значение же, полученное по данным для Китая (6 А/м), позволяет предположить существование закономерности в изменении амплитуды рассматриваемого

-----------тлплтттлтуу лерП' -ламп •' ГУГЧ I л -п- .-лн-е

пил* а равные временные интервалы также уже отмечалось. 1акая

. гчшпна п.чбл -олаетсч по данным об изменении напряженности л.\»-т;лм>го под» V Китае. Как и по данным для Грузии и Л?тш четче геего пзмепглис ллтлптл'дтл видно в • » ■ (^ра гысяче*чешей" вариации Амилшула тнло колебания при ¿.1 о т.. ьймаЛШиш ин I ервале в с-емь с половиной

тысячелетий -4,5 АУм, а на временном интервале последних четырех тысячелетий - 7 АУм.

Таким образом, рассмотрение имеюпщхся на сегодня данных об изменении напряженности магнитного поля Земли, на основании которых можно построить кривые изменения напряженности за последние восемь тысяч лет, показало, что плавное изменение напряженности поля может быть аппроксимировано синусоидой с периодом 8000 лет. Обнаружен дрейф 8000-летнего колебания в восточном направлении в долготном секторе 27°+136°Е, скорость дрейфа 0,2 градуса в год.

Полученные амплитудно-фазовые характеристики

вариации напряженности геомагнитного поля, которая рассматривается в теории генерации геомагнитного поля в качестве "основного" колебания, имеют важное значение для ее развития. Характеристики этого колебания хорошо укладываются в общую схему представления изменения напряженности геомагнитного поля на поверхности Земли суммой колебаний различных амплитуд и периодов, обладающих дрейфом, направление которого может быть как западным так и восточным. 8000-летнее колебание отличается от более короткопериодных вариаций величиной амплитуды, наибольшей для вариаций напряженности геомагнитного поля в рассмотренном диапазоне периодов.

Анализ совокупности мировых данных для последних восьми тысячелетий привел к выводу о том, что изменение напряженности геомагнитного поля может быть в основном представлено суперпозицией ряда колебаний, имеющих периоды от 500 до 8000 лет, характерной чертой которых является дрейф. "Пятисотлетнее"; "тысячелетнее" и "тысячашестисотлетнее" колебания имеют западный дрейф, "семисотлетнее" и " восьмитысячелетнее" - восточный. Скорость дрейфа для всех колебаний можно принять одинаковой и равной 0,2 градуса в год.

Прослеживается долготный ход амплитудных характеристик вариаций напряженности геомагнитного поля.

4.2. Особенности вариаций напряженности геомагнитного поля во времени.

4.2.1. Пульсации "возмущенности" напряженности геомагнитного поля.

При исследовании вариаций напряжености геомагнитного поля в последние 8 тысячелетий было отмечено, что амплитуда вариаций меняется во времени. Рассмотрим изменение во времени "возмущенности" геомагнитного поля, приняв за меру возмущенности суммарный размах колебаний напряженности

геомагнитного поля в части, содержащей вариации с периодами менее 600 лет.

Рялм whhmy m котгурмг лтотлгг ттргтпг.-тг тлт.'о." р,к , шнр.'нп

• ¡>» н; I i-epna »•• ' р\ 'Hit f> •• и арии и j; -дней , >пг idi^j^: —i^u-ii-iiu;, о paceaiai решаемую часть

• v4i.'«ni;t a t;ifM,i енио.-т п-очнпшатг" inn: : ! pvn»'

{»:*.>!. iim-л.. ; .м;Л1г»к ьелнчшь чем и ре.шеи лш каж оыло показано выше, плавное изменение напряженности поля может быть представлено синусоидой с периодом 8000 лет. На это колебание накладываются три колебания с периодами ?.г:7п'0П ,iei Ллк различных раионог; периоды выделенных , • ifin.; пееымм.о меняются, для выделения суммы вариаций с периодами около 500 лет и менее были получены среддепятисотлеттше кривые изменения напряженности поля, и затея рассматривались разностные ряды исходный ряд (среднепятидесятилетшш) минус ряд, полученный при помощи пятисотлетнего осреднения.

Рассмотрение выделенной таким образом части вариаций напряженности геомагнитного поля обнаружило существенные изменения возмущенности поля в течение последних семи тысяч лет. Размах колебаний напряженности поля для района Грузии меняется на разных временных интервалах в четыре раза от 8,8 до 31,5 А/м, причем сами изменения имеют вид пульсаций.

Таким образом, обнаружены пульсации возмущенности напряженности геомагнитного поля во времени.

Картина пульсаций напряженности поля полученная для района Болгарии менее определенна, так как для интервала времени IV-III тыс. до н.э. почти нет данных. Однако сравнение размаха колебаний напряженности поля на отдельных временных интервалах для Грузии и Болгарии показывает их хорошую сходимость, хотя положение их для Грузии на шкале времени не точно совпадает с положением для Болгарии. Эти интервалы выбирались так, чтобы вариации напряженности пол» вд™ р

Л"»: HI ill! ' ¡ЬИ" ¡»IH.ll.. Ни' III .¡..ч-

¡.' | <'л I. а: ¡¡. -.!•!!• НАЛ'п ¡Ы I и-'нле к-« !■' 1'п j^eiiii

Гтпии тяг и тлт: В.-.тглртттт * !а;:п1ма.ц.на! «»»>»v\uu*uh<vti , .."p..-лип ■ ■; ;ы.' и л • Чиним,;льп> hi p.. 'мс . ^v^uui^iibaeimjiA вариации напряженности геомагнитного поля наблюдаются в отрезки времени. отстоящие друг от друга примерно на три с половиной тысячелетия.

Рассмотрение момягтов чкетремулюв длиннонериодных колебаний напряженности поля п возмущенности поля по данным оГ> изменении напряженности геомагнитного поля в Грузии показало, что временные отрезки, на которые приходится

минимальный размах колебаний напряженности поля, следуют за максимумами "трехтысячелетней" гармоники. К тому же временные отрезки, на которые приходится минимумы возмущенности геомагнитного поля, приходятся на минимумы колебаний с периодом 1800 лет, следующие за максимумами "3000-летнего" колебания.

Определение фазы "3000-лешего" колебания для Болгарии не проводилось в связи с перерывом в данных в 1У-Ш тыс. до н.э.. Следующая по продолжительности вариация напряженности поля в районе Болгарии имеет период около 1500 лет. Минимум этого колебания приходится на I половину I тыс. н.э.. На этот же отрезок времени приходится и минимум размаха вариаций напряженности геомагнитного поля с периодами менее 600 лет. Таким образом и по данным о напряженности геомагнитного поля, полученным по материалам из Болгарии, минимальная возмущенность поля приходится на время минимума 1500-летнего колебания напряженности поля.

Рассмотрение "возмущенности" напряженности геомагнитного поля по данным для Средней Азии обнаружило, что увеличение размаха колебаний напряженности геомагнитного поля имеет место как во второй половине третьего - начале второго тысячелетия (несколько раньше, чем в Грузии), так и во второй половине первого тысячелетия до нашей эры. Второй всплеск возмущенности геомагнитного поля связан с очень резким падением уровня напряженности геомагнитного поля в Средней Азии в это время.

Как раз на вторую половину I тыс. до н.э. приходится фаза спада напряженности поля для всех трех колебаний ( 3000-, 2000- и 1600-летнего), суперпозицией которых представлены вариации напряженности геомагнитного поля. На протяжении всех семи с лишним тысячелетий других таких временных интервалов, на которых эти три колебания идут в согласии, нет. Если исключить из рассмотрения этот отрезок, то картины изменения возмущенности напряженности геомагнитного поля в Сред ней Азии и Грузии становятся похожими, но они несколько сдвинуты во времени.

Связь моментов максимальной и минимальной возмущенности напряженности геомагнитного поля с соотношением фаз колебаний с периодами в полторы тысячи лет и более, суперпозиция которых и дает в основном картину . изменения напряженности поля во времени, представляется вполне реальной.

Таким образом, исследование характера изменения напряженности геомагнитного поля за последние семь тысяч лет, проведенное по данным, полученным для территорий Средней Азии, Грузии и Болгарии, позволило обнаружить пульсации суммарного

размаха вариаций напряженности геомагнитного поля с периодами менее 600 лет. Имеется корреляция моментов

~ ; .¡¡о ■ .. ' ■ ¡н.чш, .' 1 и" . „ч>у.и ик им по.;.

; [л' 1Л.,НШИ, . • ¡ирНоЧПЫ.'М 1<>|»м

аии^шшшмруеюя наолюдаемая карттша вариации.

• 15!. «. ЧМН (.' II-- .||..-.'1ИИ|! •• 1..-. .\t\Hl. НН1Ч 1И .1 ИцМ'> .'¡III" а ■ '.: ,. м . ..' НОЛЧ НОНИ'ШМИМЧ ИЧНИГМЮ! :' о'чу и. :'' I '

наложения друг на друга колебании разных амплитуд и периодов.

4.2.2. Изменчивость вариаций напряженности геомагнитного поля

; т: 'у. «»та г им рсйвла -знали

'■¡ч; !|оК:.':[,:,;!|иши,1 меюдоь прел-менн;. чара¡. [еп|К Iт вариаций напряженности геомагнитного поля, описанных выше, изначально закладывалось представление о строгой периодичности процесса. Однако наблюдаемая картина изменения геомагнитного поля нередко свидетельствует, как и отмечалось, о квазипериодичности наблюдаемых, явлений, т.е. о заметных отклонениях в характеристиках вариаций от строгой периодичности. Для анализа данных об изменении напряженности геомагнитного поля в последние четыре тысячелетия в Болгарии, Грузии и Средней Азии был использован вейвлет-анализ.

Распределение квадрата модуля вейвлет-коэффициентов показывает, что к периодическим процессам на рассматриваемом временном отрезке можно отнести процесс с характерным временем около 1750 лет, присутствующий в виде горизонтальной полосы на всех трех диаграммах. Прослеживается также 750-летняя вариация на временном интервале в последние два тысячелекгя по данным о напряженности поля для Болгарии. Вариаций примерно такого же периода (период несколько меняется с течением времени) прослеживается, хотя и менее уверенно по данным для Грузии на протяжении всех четырех тысячелетий.

По сн * ((к ■ ч* и )*«..ц .чч!« V'*ТТ"Т ^Г~Т7ГI А ч'М'

I ; . ; II-■'!:■ .¡и-' ;;; ./чопн, ■■',: ,ы I, ¡4-..! I ;1М1еыеи;,

-А------... _ ____....... V. ... . ,.,, |,м;и . . 1Л111 ^ 111 (V , и!с1нс11

:,Р ' . ! 'ЛИП Ч Ч1,|р.'\ > г-Ь .1*1 I ' ' I (,. I" I оррторт" ••• • . • ■";. '. , а». si.mi.iin..'» .1 : >.;рс,-.|.ип.1 »•• прчдь.мшч эии-летнеи вариации, полученные по данным для Грузии и ч р<. тлей Аши. не могут был. связаны с недостаточной .-. ''.формацией об изменении напряженное ш ноля, т.к. и для Грузии пя Грешен А «ни временные ишерннлы. на коюры.ч не выявлен;', ■ а ь-фИацпя являются участками, на которыч кривые изменения напряженности поля получены с наибольшей подробностью. Для Грузии временной интервал "затухания" пятисотлетней вариации -

II половина I тыс. до н.э.- начало нашей эры, для Средней Азии -первая половина I тыс. н.э.. Продолжительность этих интервалов и в том и в другом случае практически одинакова, однако для Грузии "затухание" вариации наступает раньше.

"Затухание" 500-летней вариации в Средаей Азии приходится на временной отрезок, на который приходятся минимумы 2000- и 1600-летней вариации, в то время как минимум 1800-летней вариации, выделенной по данным для Грузии, приходится на более ранний период - на рубеж эры.

Амплитуда 1750-летней вариации и для Грузии и для Средаей Азии больше до нашей эры, причем в Грузии она меньше, чем в Средней Азии. Для 700- и 500-летних вариаций картина другая -амплитуды этих вариаций по данным для Грузии и Болгарии много больше в нашу эру, чем до нашей эры, а по данным для Средней Азии, скорее можно говорить о большем размахе колебаний до нашей эры. Причем амплитуды этих вариаций в Болгарии и Грузии (в нашей эре) существенно больше, чем в Средней Азии.

Отмеченные особенности протекания вариаций напряженности геомагнитного поля в разных долготных секторах уже отмечались ранее. Наблюдается разумное совпадение результатов вейвлет-анализа с данными Фурье-анализа, но вейвдет-анализ дает возможность проследить изменение характеристик вариаций непрерывно во времени. Хорошая сходимость результатов разных видов анализа рядов данных свидетельствует о хорошей разрешающей способности обоих методов и высокой достоверности полученных результатов.

Согласно проведенному анализу устойчивости временных спектров показано, что по имеющимся данным, с большой степенью надежности можно выделить 1750-летнее колебание. Для 1750-летнего цикла, который выявляется во всех рядах данных, можно определить фазовый сдвиг, пользуясь фазой коэффициента корреляций. Скорость распространения соответствующей волны с востока на запад приблизительно 0,2 град, в год, что находится в хорошем согласии с описанными ранее результатами.

Применение вейвлет анализа позволяет проследить за изменениями характера вариаций, выраженностью отдельных колебаний на различных отрезках времени, что открывает возможность с большей, чем до сих пор подробностью изучать морфологию вариаций геомагнитного поля. Так в результате проведения вейвлет -анализа при исследовании 500-летней вариации геомагнитного поля четко показан сдвиг времени проявления, т.е. увеличения амплитуды этой вариации, в разных районах.

Таким образом, различные способы получения спектра вариации геомагнитного поля дают расхождения средних величин в "тр~Л~™п" оттптбгт" ~прелГ~:-тттт,т Лотъгоуглтоетт. ы.мелетп. h>i\> иль

' ..• .\ioi<;i ¡ ел.1>;;е ¡i -лг: пектр.. мен^еКл ..ириынчичн ui и ьрсмстшю интервала. Исследование

. ■ iMч'пг-ннсч г;' ; \n\i:-H.>mij! ратчлуа ; " 1еманий напрк"л;гнн.>сп; «.<• .u» i otiitivii ч. иол» i«> ¡ipcMciH! u. час tu i ч/1ач;|1!1'.ч! вариации > периодом менее 600 лет) показало, что имеют место пульсащш возмущенности во времени.

Заключенно.

">.•!.■( чюнич нр '1.4 iivi.'iiuii ' Mai кипы«; i и -л. «.•%«..»• пронечоли ; довольно быстро, и обусловлена, естественно, увеличением объема знаний об изменешш геомагнитного поля. Не так давно казалось, что напряженно' _ь поля плавно уменьшается к современности, так как имелись данные об изменешш напряженности только для последних двух тысячелетий, но уже в 60-е годы были получены определения, относящиеся к периоду до нашей эры, которые показали, что изменешш напряженности носят нелинейный характер, происходит колебание,

напряженность геомагнитного поля 4-5 тысячелетий назад была меньше современного значения [С.П.Бурлацкая, 1963, T.Nagata и др., 1963, В.Буха, 1965]. Дальнейшие исследования привели к обнаружению вариаций напряженности геомагнитного поля, которые накладываются на "основное" колебание, с периодом в несколько тысячелетий. Это изменение напряженности геомагнитного поля имеет наибольшую в последние десять тысяч лет амплитуду, период его по разным оценкам лежит в пределах 810 тысяч лет [Бурлацкая С.П., 1965, 1986].

Определения элементов древнего геомагнитного поля, получаемые исследователями в различных точках земного шара, периодически собираются в сводки и каталоги. Одними из первых были свояки птеститтес.ятых голов П Гмитя и К Х'трооь-q Няибоче® .-.< -i.j.i-. .•:!;;.■;.•; паха ¡¡¡ланнын ••--•' ■ .¡-.м ,; \л.ч> пн-ч;

■ vn ! Î ! | " ñl ( ' M ' : Г> i Г'";* "í ' ' 11 ' ' i ! '.[;,; ■ ■ . , • -у .

* h'.i.ïîs íí i i'Г'ялтшо.-¡и ,ianiiM\ %Г ¡пченении ¡ е--muí шин . - i-; i ^a, - : одр '.¡,!:!bin;r V. -д nui ~e;îanav.>k,' 'г

1Уй2| дали основание сделать вывод о сильной недипольной составляющей и проблематичности синусоидальной вариации поля диполя. Полученные М.Барбетти [19S3] данные об изменешш тгаттряжлптостп геомагнитного поля в последние семь i ысччелешй и Ане. гра лии дали основание предположить, что изменение напряженное ш reuMai ншного поля с характерным временем в несколько тысячелетий проходит в Австралии и в Европе почти в

противофазе. Данные об изменении напряженности геомагнитного поля в Австралии в интервале времени VI тыс. до н.э.-1 тыс. н.э., полученные К.Г.Констеблем [1985] по материалу вулканических озер, подтвердили, что хшавное изменение напряженности поля в этом временном интервале имеет максимум в. районе второго тысячелетия до нашей эры. Встал вопрос о существовании "основного" изменения магнитного момента Земли. Однако до сих пор существование этого изменения магнитного момента Земли большинство исследователей считает установленным.

Прямое сопоставление изменения напряженности геомагнитного поля в разных районах предприняли в конце восьмидесятых годов М.Д.Эйткин с соавторами. Сравнение данных об изменении напряженности геомагнитного поля за последние четыре тысячелетия в Греции, Китае и США позволило им сделать вывод о существовании явного сдвига картины изменения напряженности по долготе.

Однако это было сопоставление изменения напряженности геомагнитного поля, являющегося в основном проявлением "1600-летнего" Колебания напряженности поля. Сделанная оценка скорости Западного дрейфа по разным временным отрезкам для разных пар территорий колеблется в пределах 0,1-1,4 градуса в год. Самими исследователями выводы относительно западного дрейфа напряженности геомагнитного поля признаны далекими от окончательных. Сделано предположение о том, что причина появления повышенных значений напряженности геомагнитного поля кроется в недипольном нарушении, дрейфующем на запад.

Обобщающие работы являются отражением наших знаний об изменении геомагнитного поля и единственным путем разрешения возникающих вопросов является получение достоверных данных об изменении геомагнитного поля в прошлом. К настоящему времени объем данных об изменении напряженности геомагнитного поля для последних тысячелетий для районов Болгарии, Грузии, Ближнего Востока, Средней Азии, Китая и Японии существенно вырос, что и позволило в результате анализа этих данных получить пространственно-временные характеристики вариаций напряженности магнитного поля Земли.

Изучение напряженности магнитного поля Земли, основанное на результатах археомагнитных исследований, показало, что изменение напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий может быть представлено набором ряда колебаний с периодами от десятков до нескольких тысяч лет. Наиболее" ярко выраженной чертой изменения напряженности геомагнитного поля за последние восемь тысяч лет для всех

районов является плавное повышение напряженности к наиболее высокому уровню в первом тысячелетш1 до нашей эры - первом -гылачвгге'тн кятей -три Лгтгтроггтгсг.шт~ "того платип .• л 'мененн.

í' I; Г i >: • Jiií" •■ >h''¡>. 'ИНМ ШДаГ.П! ■ периодами . i i- ie; : __i-.v. .^.^j^-iu, 'no v iiaiuiyniiíriM приближением оно может

i>),v;k bíiueü.» • мне. • шдои , периодом bo-.vmi n.icsi'i ¡ei фа

ii -■-•.:ei:;¡e u . д«.Л1 ototl. Uüiia (> v л.енныи лрепф пмее;

восточное направление. Скорость дрейфа - 0,2 градуса в год.

Второй характерной чертой изменения напряженности геомагнитного поля является вариация, характерное время которой „„«.,,, опешив >; средн.-х! и 1600 лет (период ti о го колебания ледлп яр д-е i:i • • нет и чины, ¿юлу ченной по данным л;г„ Ьо.'п арии иио лет, до величины, полученной для Грузии - 1800 лет). Явно прослеживается западный дрейф этой вариации напряженности поля со скоростью 0,23 градуса в год.

Таиш образом, можно сделать вывод о правомерности представления наблюдаемой картины вариаций напряженности геомагнитного поля суммой ряда гармонических колебаний и определить вид спектра вариаций. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля содержит 11 колебаний, периоды которых, округленные с учетом точности определения - 7800, 3200, 2100, 1600, 1000, 700, 500, 300, 200, 110 и 60 лет.

В конце 60-х годов автор, рассматривая картины изменения напряженности геомагнитного поля, угловой скороста вращения Земли и солнечной активности, сделал вывод об удивительной похожести спектров колебаний, суперпозицией которых могут быть представлены кривые изменения во времени ппп'о^-гр^р ■ '. л : - «л, ieuHH.

- Vi' rhli.V i »>< !.' я e-i 'i¡cí¡í!•_ívJ,¿.V™i iUUiliü Jwü^ii . «»

"-■""""7ПГ"- тттрт.ггтряп , ',iM;il'il¡!l¡!,4 . iM 1« !•:-.*; iтноц-ра un' • ля --дли т. :i • i.- wmii S .*>». : M' : ИИ |!l|S л \ Ka "-.a'i ..4 o^mum^w cuuib изменении в ходе угловой скорости вращения ;е?',ли и перемещениями эксцентричного диполя. М.Рочестер [1960] ut.,. что флуктуации магнитных полей на границе раздела «ттпо-адачтия могут вызывать наблюдаемые изменения скороеm • ••ч"«си»;я Зе.млн. В го же время отмечалась и свя?ь солнечной •i.-íiíiií'jciii с изменением скорости вращения Земли. Гак в работах В.И.Афанасьевой [1966] и И.П.Дружинина и Н.В.Хамьяновой [1969]

показана высокая вероятность связи переломов в изменении длины суток с изменениями солнечной активности.

Рассмотрение, предпринятое автором, было проведено в диапазоне колебаний с периодами от нескольких десятков до нескольких сотен лет. Был сделан вывод о том, что отмеченная рядом исследователей тесная связь между изменением скорости вращения Земли и геомагнитного поля, а также корреляция в ходе солнечной активности и изменении длины суток, дают возможность предположить, что механизм связи изменения солнечной активности и изменения скорости вращения Земли является и механизмом воздействия процессов, происходящих на Солнце, на вариации геомагнитного поля. В работе Ю.Д.Калинина [1974] был сделан вывод о том, "что движения в земном ядре (ответственные за работу земного гидромагнитного динамо) вызываются нерегулярными изменениями скорости суточного вращения Земли и, следовательно, земное динамо работает за счет энергии солнечной активности". Однако до сих пор большинство исследователей считают изменение геомагнитного поля первопричиной, обуславливающей изменение скорости вращения Земли.

Еще в 60-е годы А.Д.Сытинский сделал вывод о том, что флуктуация угловой скорости Земли является следствием планетарных атмосферных возмущений, т.е. указал на тесную связь протекания климатических процессов и вращения Земли. В последнее время появляется все больше свидетельств о сходстве характеристик протекания климатических процессов с геомагнитными.

Исследование климата Западной Сибири, проведенное Г.Ф.Букреевой с соавторами [1995], в результате применения количественной оценки элементов палеоклимата методами многомерного статистического анализа, позволило получить спектр палеоклиматических изменений в последние 10 тысячелетий. На основании исследования данных об изменениях температуры (июльской и январской), продолжительности безморозного периода и среднегодовых осадков, выявлены периодические колебания с периодами 7700, 3300, 1800, 1500-1400, 1100-900,700, 600-400 и 300 лет.

Вид спектра колебаний, суперпозиция которых представляет собой картину климатических изменений, практически совпадает с видом спектра, полученным в результате анализа изменения напряженности геомагнитного поля за последние тысячелетия, что безусловно не может быть случайностью. На связь климатических процессов с внешними (по отношению к Земле воздействиями) указывают исследования многих авторов. Так А.В.Шнитников [1969] в качестве одной из причин многовековой (1800-летней)

изменчивости увлажнения называет ритм констелляций Земли, Солнца и Луны. М.Ф.Веклнч [1987] связывает изменения климата с ----^аптттпт г-> плечной ак пплкл ¡и хьлпмнач па ■ \цкч шорами

лш-.- ¡не'и:;!'! ,н. тив/в., п: чар.п. ¡ерни . лл-м, на »ли ' ~ • • /--> юи^и-и! лсх, ->ии-7ои, ¿5и-3ии, 100 и 40-Эи лет.

х 'Ч ч- арак г-рпи •• пр -мен кгшма ¡нчеемг. ¡¡вменении.

:)ки! и',.1и:'и|.]|| ,1к|1||||кн'[|| и напряженное Iн геомагнитно! •• поля очевидно демонстрирует их причинно-следственную связь, и скорее всего свидетельствует о реализации механизма воздействия Солнца через атмосферу и климат на скорость вращения Земли и н! л ее! : генерации I еомагнитно! о поля.

Выводы.

Основные результаты работг* можно разделить на три части:

I. Получение данных об изменении напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий.

И. Определение характеристик вариаций напряженности геомагнитного поля по полученным данным.

III. Анализ совокупности мировых данных о напряженности геомагнитного поля.

I. 1) Получены подробные ряды данных напряженности геомагнитного поля для районов России (Москвы), Средней Азии и Месопотамии.

2) Получены ряды данных напряженности геомагнитного поля с VI тысячелетия до н.э. для Грузии и Средней Азии, наиболее представительные из имеющихся рядов данных (всего таких рядов пять) о напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий.

■ г ■ 1. ЛЛ > !; ерИ! 'Л ' МИ ■() ■' Л ' ;■ < ">.:! .ЧЛ ПН'-' • . ¡лри !■

г_ л—.-- — делI— ч. иди, 1 тл .и для

• ••'!•!'.!•! '"Л! п. ,'ПР'-'Ле (СПИЧ !КТ,1Г' 1.« : . ..............• >

: ■•■ л» " л- >л |ч. . и) пылеленп.1 114

1 ак как существование этих вариаций было установлено для разных временных интервалов от VI плел до н.л. до последних столетий. можно заключшь, что вариации такси продолжительное! и устойчивы во- времени.

2) Анализ рядотз данных о напряженности I еочагни гного поля л а последние семь с половиной тысячелетни в Средней Азии позволил получить спектр вариаций, который имеет вид: 7800, 3200,

2100, 1600, 1000, 700, 500, 300, 200, 110 и 60 лет. Периоды определены с точностью 10%, вероятность выделения - 90%. Получены фазово-амплитудные характеристики гармоник, суперпозицией которых аппроксимированы кривые изменения напряженности поля. Наибольшие амплитуды имеют 8000-, 1600- и 500-легаее колебания.

Полный спектр впервые получен по данным для одного района, хотя существование вариаций таких периодов отмечалось многими исследователями в различных районах Земного шара.

III.1) Анализ совокупности мировых данных для последних восьми тысячелетий привел к выводу о том, что изменение напряженности геомагнитного поля может быть в основном представлено суперпозицией ряда колебаний, имеющих периоды от 500 до 8000 лет, характерной чертой которых является дрейф. "Пятисотлетнее", "тысячелетнее" и "тысячашестисотлетнее" колебания имеют западный дрейф, "семисотлетнее" и " восьмитысячелетнее" - восточный. Скорость дрейфа для всех колебаний можно принять одинаковой и равной 0,2 градуса в год.

2) Обнаружено, что характеристики 8000-летнего колебания (восточный дрейф и изменение амплитуды с долготой места наблюдения) свидетельствуют о его принадлежности к единой рбпщости вариаций.

3) Установлено, что вариации напряженности геомагнитного поля в разных долготных секторах имеют особенности, присущие этой долготе. Прослеживается долготная зависимость амплитуд вариаций разных периодов. Так вариации с периодами меньше 600 лет имеют наибольшую амплитуду в Болгарии и Грузии, а 1600-летняя - в Средней Азии и Китае. "Восьмитысячелетнее" колебание имеет наименьшую амплитуду в Китае.

4) "Возмущенность" напряженности геомагнитного поля имеет вид пульсаций. Прослеживается связь "возмущенности" с соотношением фаз . длиннопериодных колебаний, суперпозицией которых аппроксимируется кривая изменения напряженности геомагнитного поля во времени.

особенности изменения иаиряжешюсти геомагнитного поля на поверхности Земли дают дополнительные крнтернп, которые

■ - > к. ноль j'.'.iiaHiii при ¡к.ч : р.-епип ыод.ии ; еиерацин

.«и ¡,.:,:'% I .¡-.¡л < К;щ,1>| uapilili.i нарпашш Н.шр/Г/Ьлш'»' Ш 1 еомапштного ПОЛЯ СВ1ШЙГельтЛ!\'ет в nollbw mm что ^т^ • . '¡л?;.. ;•.( v ¡¡.; «| н imt nnr.hi iaoiitm' ¡¡iii.imi -и. • ; mai..' n.

••!>>•• < • 'unniamu-v I'yui'.viiwmiUfl м.-'лкочаппта^Ш!:. дгпл.лиш, обуславливающих короткопериодные вариации поля.

Сходство характерных времен климатических изменений, измснсшш солнечной активности и напряженности геомагтштного . .л/;. . • ни л оо и\ причинно-следственной спя hi я ■ .. .¡.U4!!lb41 ПрИЧИН." fiaOlUUllHI 1'ЛППН HIM! О! > ilo I t

Основные результаты изложены в публикациях:

1. Бурлацкая С.П., Начасрва И.Е., Нечаева Т.Б., Петрова Г.Н. Археомагнитные исследования 1968 г.// В кн."Магнетизм горных пород и палеомагнетизм", М., 1969, С. 166-169.

2. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E., Nechaeva T.B., Rusakov O.M., Zaguiy G.F., Tarhov E.N., Tchelldze Z.A. Character of secular variations for the last 10000 years // Internat.Assoc.Geomagn. Aeronomy Bull., Madrid, 1969, N11, P. 139.

3. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E., Nechaeva T.B., Rusakov O.M., Zagniy G.F., Tarhov E.N., Tchelidze Z.A. Archaeomagnetic research in the U.S.S.R.: recent resalts and spectral analysis.// Archaeometry, 1970, V.12, N.I, P.73-86.

4. Начасова И.Е. Построение детальной кривой вариаций геомагнитного поля для Подмосковья //М-лы VIII конф. по пост, геомагнитному полю и палеомагнетизму. 4.2, Киев, "Наукова Думка", 1970, С.139-142.

5. Начасова И.Е. Магнитное поле в районе Москвы с 1480 по 1840 тт.// Геомагнетизм и аэрономия, 1972, N2, С.316-320.

6. Бураков К.С., Начасова И.Е. Обработка первичных

пу,'-.iiw.,!-illминv тт',i,(j, тv //pft игу."'"т^'ттттго^ лтлгтттттттгг1 7тп7г ° ~\'тг

• - ■ : '' ." " 'U ¡1о., -.V | 'рн! i ' iiup-o 1 ' И.-М' i ' г ' ' -

. ^—aijoaju •->.V ., iJluakuv xv.o., i>¿teiiabuvu i.ic,., In eciiaeva I .в.

• »nail.»» ■! !!, both' » ,.'ir|i !.-f'i in th <»-. '

u Bur!atskt«va S.P., Nachasova I.E. Geomagnetic field characteristics >• wo: id aif-haeomagnetic data for the last 10.000 vears // lutein,

v. Ge^magn. Aeron. Bulletin, Paris, Grenoble, 1975, i\ 36, P. 198. H•,!.<.¡ап.кля Г м ТТичасовл i I.F.. Бураков К.С". Новые определе-r.ap.'AieTpoti древнего геомагнитного поля для Монголии. Средней Азии и Абхазии // Геомагнетизм и аэрономия, 1976, N 4, С.914-918.

10. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е. Археомагнитные определения элементов геомагнитного поля. Мировые данные. Материалы мирового центра данных. Отв.ред. Г.Н.Петрова, Москва, 1977,111 с.

11.Burlatskaya S.P., Nachasova I.E. The ¿identification of reliable periods of SV upon archaeomagnetic data // Final Program IAGA/IAMAP Joint Assembly, Seatle, 1977, P.69.

12 . Бураков K.C., Начасова И.Е. Методика и результаты изучения геомагнитного поля Хивы с середины XVI века // Изв.АН СССР, Физика Земли, 1978, N И, С.93-99.

13. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е. О достоверности периодов вековых вариаций геомагнитного поля по археомагнитным данным // Геомагнетизм и аэрономия, 1978, N 4, С.724-727.

14. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е., Челидзе З.А. Новые определения напряженности геомагнитного поля в Грузии для последних 2000 лет// Магнетизм горных пород и палеомагнетизм, Тбилиси, 1981, Ч.И, С.10.

15. Бураков К.С., Начасова И.Е. О влиянии минералогических изменений при работе методом Телье // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм, Тбилиси, 1981, 4.II, С.9.

16. Бураков К.С., Бурлацкая С.П., Начасова И.Е., Челидзе З.А. // Напряженность геомагнитного поля на Кавказе за последние 2000 лет // Геомагнетизм и аэрономия, 1982, N 3, С.523-524.

17. Burakov K.S., Nachasova I.E. Secular variations and reversal processes // Magnetic field and processes in the Earth's interior, Chapter I, Prague Academia, 1983, P.38-42.

18. Бураков K.C., Начасова И.Е. Введение поправки на химические изменения во время нагревов при определении напряженности древнего геомагнитного поля // Изв.АН СССР, Физика Земли, 1985, N 10, С.93-96.

19. Burakov K.S., Nachasova I.E. The geomagnetic field intensity in Georgia in the 1st thousand B.C. // 5th General Assambly IAGA / IAMAP. Program and Abstracts. Prague, 1985, Y.2, P.442.

20. Бураков K.C., Начасова И.Е., Квирикадзе M.B. Напряженность геомагнитного поля на Кавказе во II-I тыс. до н.э. // III Всесоюзный съезд по геомагнетизму, Тезисы докладов, Киев, 1986, С.123.

21. Начасова И.Е., Бураков К.С. Археомагнитные определения напряженности геомагнитного поля в Грузии за последние 3000 лет // Сб."Тонкая структура геомагнитного поля", Москва, 1986, С.26-32.

22. Начасова И.Е., Бураков К.С., Квирикадее М.В. Напряженность геомагнитного поля на территории Грузии в I тыс. до н.э. // Геомагнетизм и аэрономия, 1986, N 2, С.356-358.

23. Начасова И.Е., Диденко Е.Ю., Шелестун Н.К. Археомагнитные определения элементов геомагнитного поля. Мировые данные. Материалы Мирового центра данных Б. Отв.ред.

,,■ с.чаш..!;. . h .с.Л'.л > •

. - ; . . '■! s раг.ч>,• '■ К ; : ' f ..к-ненне пли; !,; ,!,ci!-h\ < ¡( 1 симах tlW lilOI о ноля во li тыс.до н.э. на территории ! nvum //

■ s: ,! .ср-.ночия 1 ~ : '

• мчаы'ь : ii:i'-i;!t !Hs'! л л ''тменение ИЕИен'ЧЛ'Н •

геомагнитного поля на территорш! Грузш! в V-III тыс. до н.э.// Геомагнетизм и аэрономия, 1988, N 6, С.1033-1035.

26. Burakov K.S., Nachasova I.E. Anomalous behaviour of the

i>ei«iaagnetic field ш the i thousand B.< Quaternary ceomaunetn

-ia гС-î-'Uni i'.¡35-1':-;.

27. Nachasova I.E., Burakov K.S. \rchaeomagnetic research on the territory of ancient Margiana // Tb" .nternational Association for the study of Cultures of Central Asia, Information Bulletin, Jssue 19, Moscow, 1993, P.207-217.

28. Начасова И.Е., Бураков K.C. Интенсивность геомагнитного поля с III века до нашей эры по VI век нашей эры в Термезе (Узбекистан) // Геомагнетизм и аэрономия, 1994, N 3, С. 178-181.

29. Burlatskaya S.P., Burakov K.S., Nachasova I.E. Geomagnetic field intensity variations in Middle Asia for the last 2500 years // Annales Geophysicae, 1994, Suppl.I, V.12, Part.I, P.169.

30. Начасова И.Е., Бураков K.C. Археоинтенсивность древнего геомагнитного поля в пятом тысячелетии до нашей эры в северной Месопотамии // Геомагнетизм и аэрономия, 1995, N 3, С.131-137.

31. Начасова И.Е., Бураков К.С. Вариации геомагнитного поля в Средней Азии в последние две тысячи лет. Анализ мировых данных //Геомагнетизм и аэрономия, 1995, N 6, С.150-157.

32. Nachasova I.E., Burakov K.S. The westward drift of the geomagnetic field intensity for the last 4000 years // Annales Geophysicae, 1996, Part I, Suppl.I, V.14, P.125.

33. Начасова И.Е., Бураков K.C. Напряженность магнитного поля Земли тто япхеочягнитнът«' л^нтг".' " Г*б "T7iчгрлтпггт^-тт

iii'i ( ;

fj (...«.»..и iv. . ouuu-jit/iruw парлаиш

>\t:n ни ш- ; • • н • ;•• " ' ••"••и ч m <•« " ■ *

33. Начасова И.Н., Бураков К.С. Вариации наггряжетптости

î еомагнитного поля в последние четыре тысячи лет не мировым данным // .Доклады Академии Наук, 1997, Т.353, N 2, С.255-257.

36. Начасова П.Е.. Бураков К.С. Изменчивость возчущениости напряженности геомагнитного поля в последние семи, плеяд лег // 1 еомагнешзм и аэрономия, i997, N t>, С.120-124.

! !

37. Nachasova I.E., Burakov K.S. Pulsations of archaeointensity variations with periods less than 600 years // 8th Scientific Assambly of IAGA with ICMA and STP Simposia, Uppsala, 1997, P.88-89.

38. Начасова И.Е. Дрейф напряженности геомагнитного поля // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород, Москва, .1997, С.63-64.

39. Начасова И.Е., Бураков К.С. Напряженность геомагнитного поля в Средней Азии во втором-первом тысячелетиях до нашей эры // Изв. РАН, Физика Земли, 1997, N 7, С.1-6.

40. Начасова И.Е., Бураков К.С. Вариации напряженности геомагнитного поля в VI-V тыс. до н.э. // Геомагнетизм и аэрономия, 1998, N 4, С.125-129.

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Начасова, Инга Евгеньевна

Общая характеристика работы

Введение.

Глава 1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методика лабораторных исследований.

1.2. Методика отбора образцов и привязки к временнной шкале.

Глава 2. КОРОТКОПЕРИОДНЫЕ (ОТ 30 ДО 150 ЛЕТ) ВАРИАЦИИ НАПРЯЖЕННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.

2.1. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным о напряженности поля в последние пять веков.

2.2. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным об изменении напряжённости поля за последние два тысячелетия.

2.3. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным о напряженности в У1-У тысячелетиях до нашей эры.

Глава 3. СПЕКТР ВАРИАЦИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.

3.1. Напряженность геомагнитного поля в Грузии с VI тыс. до н.э. до современности.

3.2. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным об изменении напряженности в Грузии.

3.3. Напряженность геомагнитного поля в Средней Азии с VI тыс. до н.э. до современности.

3.4. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля по данным об изменении напряженности в Средней Азии~.

Глава 4. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАРИАЦИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ. 4.1. Амплитудно-фазовые характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля:

4.1 Л. с периодами в несколько столетий,

4.1.2. с периодами в диапазоне 700-2000 лет,

4.1.3. с периодом 8 тысяч лет.

4.2. Особенности вариаций напряженности геомагнитного поля во времени.

4.2.1. Пульсации "возмущенности" напряженности геомагнитного поля.

4.2.2. Изменчивость вариаций напряженности геомагнитного поля по результатам вейвлет-анализа.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля по археомагнитным данным"

По обсерваторным данным можно исследовать только часть спектра вековых вариаций геомагнитного поля, содержащую вариации с периодами в несколько десятков лет. По данным прямых наблюдений об изменении угловых элементов геомагнитного поля можно сделать вывод о наличии вариаций с характерными временами в несколько столетий.

Исследование вариаций геомагнитного поля с большими характерными временами требует знания об изменении геомагнитного поля в течение более длительного интервала времени. Получить данные об изменении геомагнитного поля в более отдаленном прошлом можно, исследуя естественную остаточную намагниченность горных пород и объектов - следов жизнедеятельности человека, то есть проводя палео- и археомагнитные исследования. Объектами археомагнитных исследований являются камни из костров, фрагменты обожженных площадок и печей, бытовая и декоративная керамика, кирпичи и черепица. Предметом исследования - термонамагниченность материала, приобретенная в процессе обжига.

Выделение археомагнетизма в отдельный раздел исследований древнего геомагнитного поля было обусловлено возможностью в ближние к современности эпохи (историческую и доисторическую) более точного датирования объектов исследования, т.е привязки полученных данных о древнем геомагнитном поле к шкале времени. В процессе развития методов исследования естественной остаточной намагниченности горных пород и материалов археологических памятников стало очевидно, что данные о напряженности геомагнитного поля с наибольшим приближением к истине можно получить при исследовании именно термонамагниченности объектов.

На основании рассмотрения картины вековых вариаций геомагнитного поля С.И.Брагинский [1967] предположил, что вековые вариации могут быть качественно объяснены в рамках теории гидромагнитного динамо с помощью представления о магнитных волнах. Для получения количественных характеристик необходимо знать спектр магнитных волн, т.е. спектр вековых вариаций, который можно получить из анализа данных об изменении геомагнитного поля на поверхности Земли.

Очень четкое обоснование огромного значения исследования вариаций геомагнитного поля С.И.Брагинский дал в работе [1976]: "Большая часть информации о гидромагнитном динамо может быть получена именно из изучения вековых вариаций. Вариации с периодами десятки, сотни и тысячи лет отражают различные колебательные и волновые процессы в земном динамо, в частности магнитные волны (МАК-волны) имеют периоды порядка тысяч лет. Основной период около 104 лет соответствует колебанию всего механизма динамо.

Вековые вариации с этими характерными временами, изучаемые археомагнитными методами, имеют особенно важное значение для понимания природы основного геомагнитного поля. С.И.Брагинским

1972] проведена обработка мировых экспериментальных данных о геомагнитном поле прошлых эпох так, чтобы представить вариации поля как результат наложения сранительно небольшого числа колебаний и волн в соответствии с предполагаемым механизмом динамо, основанного на крупномасштабных движениях. Хотя результаты выглядят обещающими, но они ясно указывают на ограниченность имеющегося экспериментального материала. Отсюда следует необходимость всемерного развития археомагнитных и близких палеомагнитных исследований."

Количество и качество имевшихся археомагнитных данных в то время не дало решить вопрос "дает ли представление поля волнами хоть и грубое, но физически реальное приближение" истинной картины поля [Брагинский С.И., 1974]. В процессе работы над созданием теории генерации геомагнитного поля С.И.Брагинский [1967 - 1987], неоднократно обращаясь к данным о параметрах геомагнитного поля в прошлом, отмечал недостаточное их количество.

Сделать следующий шаг для приближения понимания механизма генерации геомагнитного поля можно было только в результате получения новых данных об изменении геомагнитного поля в разных районах Земного шара. Именно археомагнитные исследования являются источником данных о геомагнитном поле в прошлом, позволяющим изучать пространственно-временную структуру вариаций геомагнитного поля, что необходимо для получения критериев оценки гипотез о механизме генерации магнитного поля Земли. Данные, полученные в результате археомагнитных исследований, в связи с их высокой достоверностью используются при изучении вариаций геомагнитного поля в прошлом в качестве эталонных.

Массовым материалом, в результате исследования намагниченности которого можно получить данные о древнем геомагнитном поле, является керамика, существование которой в основном относится к последним 8 тысячелетиям, хотя в некоторых районах земного шара была найдена значительно более древняя керамика. Как правило, исследование термонамагниченности керамических изделий позволяет получить только одну характеристику древнего геомагнитного поля - его напряженность, так как определить положение изделия в момент его остывания в процессе обжига удается крайне редко (лишь в тех случаях, когда печь остается нетронутой с момента обжига и вскрывается в процессе раскопок, или в том случае, когда исследуется поливная керамика, и по потекам поливы возможно установить ее положение во время обжига). В большинстве же случаев в результате исследования намагниченности керамических изделий можно определить только напряженность древнего геомагнитного поля, но с гораздо более высокой подробностью, чем при исследовании других объектов.

Широкое распространение керамики в последние 8 тысячелетий позволяет получить данные об изменении напряженности геомагнитного поля в различных районах и исследовать морфологию ее вариаций. Этому и была посвящена работа автора в течение более чем тридцати лет.

Кроме как для решения геофизических задач, знания об изменении геомагнитного поля в прошлом могут быть весьма успешно использованы для решения принципиальных задач археологии. Таких как синхронизация археологических памятников или их этапов.

Научная новизна.

1. Получены уникальные по подробности ряды данных о напряженности геомагнитного поля для районов России (Москвы), Средней Азии и Месопотамии. Подробность этих данных позволила установить вид спектра вариаций напряженности поля в диапазоне вариаций с периодами 30-150 лет. Спектр состоит из трех гармоник с периодами 30, 65 и 115 лет. Вариация с периодом 115 лет была выявлена впервые в результате анализа данных о геомагнитном поле в районе Москвы. Существование этих вариаций было установлено для разных временных интервалов от VI тыс. до н.э. до последних столетий, что позволило сделать вывод о том, что вид спектра вариаций в рассматриваемом диапазоне устойчив во времени (во всяком случае в последние несколько тысячелетий).

4. В результате анализа совокупности мировых данных об изменении напряженности геомагнитного поля в течении последних восьми тысячелетий в разных районах земного шара установлено, что картина изменения напряженности поля в основном может быть представлена суперпозицией ряда колебаний, имеющих периоды от 500 до 8000 лет, характерной чертой которых является дрейф. Одни из колебаний имеют западный, другие - восточный дрейф, причем колебания с наибольшей амплитудой имеют дрейф разной направленности. Скорость дрейфа для всех колебаний можно принять одинаковой и равной 0,2 градуса в год.

5. Обнаружены особенности вариаций напряженности геомагнитного поля в разных долготных секторах. Прослеживается долготная зависимость амплитуд вариаций разных периодов.

6. Обнаружена временная изменчивость суммарной амплитуды колебаний напряженности геомагнитного поля ("возмущенности" поля), с периодами менее 600 лет, которая имеет вид пульсаций.

Достоверность результатов. Достоверность результатов определяется большим количеством определений напряженности геомагнитного поля, как собственных (около двух тысяч восьмисот определений), так и литературных (свыше полутора тысяч определений), использованных при построении кривых изменения напряженности поля в различных районах Земли, в результате анализа которых были определены закономерности изменения напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий, получены спектр и пространственно-временные характеристики вариаций напряженности поля. Достоверность полученных закономерностей доказывается также хорошим согласием с ними данных об изменении напряженности геомагнитного поля в районах, близких к тем, по материалу из которых был проведен анализ, но которые не использовались непосредственно для анализа, так как несли менее точную информацию (короткие ряды, перерывы в данных, небольшой объем данных).

Основные защищаемые положения.

1. Вид спектра вариаций напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий.

2. Представление изменения напряженности геомагнитного поля на поверхности Земли в виде суперпозиции гармонических колебаний, имеющих долготный ход амплитудно-фазовых характеристик.

3. Характеристики 8000-летней вариации напряженности геомагнитного поля.

Научная и практическая значимость работы.

Полученные данные об изменении напряженности геомагнитного поля в районах Кавказа, Средней Азии, Москвы и Месопотамии существенно увеличили объем данных об изменении напряженности земного магнитного поля в последние восемь тысяч лет, что позволило определить пространственно-временные характеристики вариаций геомагнитного поля и показать правомочность представления вариаций суперпозицией полей, связанных с магнитными волнами, распространяющимися в земном ядре. Знание морфологии вариаций геомагнитного поля очень существенно для определения динамических характеристик земного ядра, так как вариации являются отражением процессов, происходящих в нем.

Характеристики 8000-летней вариации напряженности геомагнитного поля, полученные в результате анализа всей совокупности имеющихся данных, заставляет пересмотреть общепринятое представление о том, что эта вариация является отражением глобального (одновременного) изменения магнитного момента Земли, что имеет большое значение для построения теории генерации геомагнитного поля.

Данные о напряженности геомагнитного поля могут быть также использованы при синхронизации этапов развития культур на Земле.

Личный вклад автора, апробация и публикации.

Исследования выполнены в период с 1966 по 1997 годы в Институте физики Земли РАН им.О.Ю.Шмидта. Автором поставлены задачи, решение которых представлено в данной работе. Автор осуществлял руководство и принимал личное участие на всех этапах исследований, начиная от организации и проведения экспедиционных работ для отбора коллекций образцов для проведения исследований, до подготовки публикаций и представления докладов на российских и международных конференциях.

Основные результаты работы постоянно докладывались автором на заседаниях Общемосковского семинара по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (Москва, 1968-1998), Всесоюзных конференциях по постоянному геомагнитному полю и палеомагнетизму (1966, 1970, 1973, 1976г.г.), съездах " Постоянное геомагнитное поле, магнетизм горных пород и палеомагнетизм" (Тбилиси, 1981г.; Ялта, 1986г.; Суздаль, 1991г.), семинарах по тонкой структуре геомагнитного поля (Звенигород, 1987, 1990г.г.), семинарах по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (обсерватория Борок, 1984, 1996, 1997г.г.).

В 1970г. автором была защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (на заседании Специализированного Совета по геомагнетизму Института физики Земли АН СССР). Работы автора неоднократно представлялись на ассамблеях IAGA (Internatinal Assotiation of Gemagnetism and Aeronomy) (в 1969, 1973, 1975, 1977 и 1985 г.г.) и Генеральных ассамблеях Европейского геофизического союза (ЕСБ) (1994, 1996, 1997г.г.).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы 245 страниц, в том числе 44 рисунка, список литературы содержит 204 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика", Начасова, Инга Евгеньевна

Основные результаты работы можно разделить на три части:

I. Получение данных об изменении напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий.

II. Определение характеристик вариаций напряженности геомагнитного поля по полученным данным.

III. Анализ совокупности мировых данных о напряженности геомагнитного поля.

II. 1) Подробность полученных для Москвы, Средней Азии и Месопотамии рядов напряженности геомагнитного поля позволила установить вид спектра вариаций напряженности поля в диапазоне вариаций с периодами 30-150 лет. Спектр состоит из трех гармоник с периодами 30, 65 и 115 лет. Вариация с периодом 115 лет была выявлена впервые по данным, полученным для Москвы. Точность определения периодов колебаний - 10%, уровень вероятности выделения - 95%.

Так как существование этих вариаций было установлено для разных временных интервалов от VI тыс. до н.э. до последних столетий, можно заключить, что вариации такой продолжительности устойчивы во времени.

2) Анализ рядов данных о напряженности геомагнитного поля за последние семь с половиной тысячелетий в Средней Азии позволил получить спектр вариаций, который имеет вид: 7800, 3200, 2100, 1600, 1000, 700, 500, 300, 200, 110 и 60 лет. Периоды определены с точностью 10%, вероятность выделения - 90%. Получены фазово-амплитудные характеристики гармоник, суперпозицией которых аппроксимированы кривые изменения напряженности поля. Наибольшие амплитуды имеют 8000-, 1600- и 500-летнее колебания.

Пятисотлетнее", "тысячелетнее" и "тысячашестисотлетнее" колебания имеют западный дрейф, "семисотлетнее" и " восьмитысячелетнее" - восточный. Скорость дрейфа для всех колебаний можно принять одинаковой и равной 0,2 градуса в год.

Азии и Китае. "Восьмитысячелетиее" колебание имеет наименьшую амплитуду в Китае.

4) "Возмущенность" напряженности геомагнитного поля имеет вид пульсаций. Прослеживается связь "возмущенности" с соотношением фаз длиннопериодных колебаний, суперпозицией которых аппроксимируется кривая изменения напряженности геомагнитного поля во времени.

Таким образом, показана правомерность представления геомагнитного поля суммой полей бегущих волн, предложенного С.И.Брагинским. Такое представление дало возможность построения единой схемы вариаций геомагнитного поля в виде суперпозиции волн, распространяющихся с одной скоростью, но имеющих дрейф разной направленности. Стало очевидно, что нельзя дрейф поля объяснять исключительно проскальзыванием жидкого ядра относительно мантии, а восьмитысячелетиее колебание не является отражением одновременного с одним знаком изменения магнитного момента всей Земли. Характерные особенности изменения напряженности геомагнитного поля на поверхности Земли дают дополнительные критерии, которые могут быть использованы при построении модели генерации геомагнитного поля. Общая картина вариаций напряженности геомагнитного поля свидетельствует в пользу того, что это проявление работы крупномасштабного динамо, что однако не является отрицанием существования мелкомасштабных движений, обуславливающих короткопериодные вариации поля.

Сходство характерных времен климатических изменений, изменений солнечной активности и напряженности геомагнитного поля свидетельствует об их причинно-следственной связи, и, следовательно, о внешней причине вариаций геомагнитного поля.

Заключение.

Эволюция представлений о магнитном поле Земли происходит довольно быстро, и обусловлена, естественно, увеличением объема знаний об изменении геомагнитного поля. Не так давно казалось, что напряженность поля плавно уменьшается к современности, так как имелись данные об изменении напряженности только для последних двухтысячелетий, но уже в 60-е годы были получены определения, относящиеся к периоду до нашей эры, которые показали, что напряженность геомагнитного поля 4-5 тысячелетий назад была меньше современного значения. Дальнейшие исследования привели к обнаружению вариаций напряженности геомагнитного поля, которые накладываются на "основное" колебание, с периодом в несколько тысячелетий.

Исследование вариаций геомагнитного поля позволяет сделать ряд предположений о процессах, происходящих в ядре Земли, о параметрах ядра, о виде границы ядро-мантия, о возможной связи процессов генерации геомагнитного поля с другими геофизическими явлениями [Брагинский С.И., 1967, 1970, 1972, 1974, 1979, 1982; Головков В.П., 1975, 1988; Калинин Ю.Д., 1984,1987; Калинин Ю.Д., Киселев В.М., 1976; Калинин Ю.Д., Розанова Т.С., 1984; Петрова Г.Н., 1976, 1977, 1983, 1992; Barta G. 1961; Bucha Y., 1976; Gubbins D., 1981, Hide R., Malin S.R.C.,1971; Yukutake T., 1973; и др.]. Все эти работы основываются на всё увеличивающихся данных о геомагнитном поле.

Определения элементов древнего геомагнитного поля, получаемые исследователями в различных точках земного шара, периодически собираются в сводки и каталоги. Одними из первых были сводка мировых определений П.Смита [Smith P.J., 1967], обобщения данных по Японии [Kinoshita H., 1970; Hirooka К.,1971].

В 1977 г. вышел каталог, составленный С.П.Бурлацкой и И.Е. Начасовой [1977г. под ред. Г.Н.Петровой]. Наиболее полным является каталог, изданный в 1986г. [составители Начасова И.Е. и др., под ред. С.П.Бурлацкой]. К 80-м годам накопился большой фактический материал об изменении геомагнитного поля в последние тысячелетия.

Неоднократно предпринимались попытки обобщения полученных данных. Одним из самых успешных обобщения является работа С.П. Бурлацкой [1984]. Анализы совокупности данных об изменении геомагнитного поля [Barton С.Е. и др., 1979, McElhinny M.W. and Senanayake W.E., 1982] дали основание сделать вывод о сильной недипольной составляющей и проблематичности синусоидальной вариации поля диполя. Рассматривая изменение дипольного момента Земли за последние 10000 лет М.Макелхинни [1983], обращает внимание на расхождения в изменении магнитного момента по данным по Европе и остальному миру.

Полученные М.Барбетти [1983] данные об изменении напряженности геомагнитного поля в последние семь тысячелетий в Австралии дали основание предположить, что изменение напряженности геомагнитного поля с характерным временем в несколько тысячелетий проходит в Австралии и в Европе почти в противофазе, к сожалению, эти данные немногочисленны (рис. 44). Данные об изменении напряженности геомагнитного поля в Австралии в интервал времени VI тыс. до н.э. - I тыс. н.э., полученные К.Г.Констеблем [1985] по материалу вулканических озер, подтвердили, что плавное изменение напряженности поля в этом временном интервале имеет максимум в районе второго тысячелетия до нашей эры. Встал вопрос о том, что такое "основное" колебание геомагнитного поля.

Анализ данных об изменении геомагнитного поля привел ряд исследователей к разным заключениям о характере его вариаций. Д.Шоу, рассматривая результаты этих работ [Shaw J., 1985], отметил серьезные несогласия по поводу существования синусоидального 8000-летнего колебания магнитного момента Земли. Предположение А. Кокса о его существовании не поддерживается М.Коно, высказали сомнения М.Макелхинни и В.Сенанаяке. П.Макфадден, проанализировав данные за последние 10000 лет, пришел к выводу, что корреляция данных для последнего тысячелетия хорошая, но данные, покрывающие длинный временной интервал не подтверждают наличие регулярных колебаний дипольного момента.

Однако до сих пор существование этого изменения магнитного момента Земли большинство исследователей считает установленным. Прямое сопоставление изменения напряженности геомагнитного поля в разных районах Земли предприняли в конце восьмидесятых годов М.Д.Эйткин с соавторами [Aitken M.J. и др., 1989]. Сравнение данных об изменении напряженности геомагнитного поля за последние четыре тысячелетия в Греции, Китае и США позволило им сделать вывод о существовании явного сдвига картины изменения напряженности по долготе. Однако это было сопоставление изменения напряженности геомагнитного поля, являющегося в основном проявлением "1600-летнего" колебания напряженности поля. Сделанная оценка скорости западного дрейфа по разным временным отрезкам для разных пар территорий колеблется в пределах 0,1-1,4 градуса в год.

Самими исследователями выводы относительно западного дрейфа напряженности геомагнитного поля признаны далекими от окончательных. Сделано предположение о том, что причина появления повышенных значений напряженности геомагнитного поля кроется в недипольном нарушении, дрейфующем на запад.

Обобщающие работы являются отражением наших знаний об изменении геомагнитного поля и единственным путем разрешения возникающих вопросов является получение достоверных данных об изменении геомагнитного поля в прошлом. К настоящему времени объем данных об изменении напряженности геомагнитного поля для последних тысячелетий для районов Болгарии, Грузии, Ближнего Востока, Средней Азии , Китая и Японии существенно вырос, что и позволило провести описанный выше анализ и получить пространственно-временные характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля.

Проведенное исследование показало, что изменение напряженности геомагнитного поля в последние несколько тысячелетий может быть представлено набором ряда колебаний с периодами от десятков до нескольких тысяч лет. Наиболее ярко выраженной чертой изменения напряженности геомагнитного поля за последние восемь тысяч лет для всех районов исследования является плавное повышение напряженности к наиболее высокому уровню в первом тысячелетии до нашей эры - первом тысячелетии нашей эры. Аппроксимация этого плавного изменения напряженности поля синусоидами с периодами от семи до десяти тысяч лет показала, что с наилучшим приближением оно может быть представлено синусоидой с периодом восемь тысяч лет, фаза которой изменяется с долготой. Обнаруженный дрейф имеет восточное направление. Скорость дрейфа - 0,2 градуса в год.

Второй характерной чертой изменения напряженности геомагнитного поля является вариация, характерное время которой можно оценить в среднем в 1600 лет. Явно прослеживается западный дрейф этой вариации напряженности поля со скоростью 0,23 градуса в год.

Суммируя результаты анализов временных рядов изменения напряженности геомагнитного поля, можно сделать вывод, что они могут быть аппроксимированы суперпозицией ряда колебаний, характерной чертой которых является дрейф. Оценки скорости дрейфа показали, что можно принять ее одинаковой для всех колебаний, равной примерно 0,2 град, в год. Таким образом, можно сделать вывод о правомерности представления наблюдаемой картины вариаций напряженности геомагнитного поля суммой ряда гармонических колебаний и определить вид спектра вариаций. Спектр вариаций напряженности геомагнитного поля содержит 11 колебаний, периоды которых, определенные по наиболее представительному ряду, - 7800, 3200, 2100, 1600, 1000, 800, 500, 300, 200, 110 и 60 лет.

В конце 60-х годов автор, рассматривая картины изменения напряженности геомагнитного поля, угловой скорости вращения Земли и солнечной активности, сделал вывод об удивительной похожести спектров колебаний, суперпозицией которых могут быть представлены кривые изменения во времени параметров рассматриваемых явлений.

Корреляция хода изменения скорости вращения Земли с изменением параметров геомагнитного поля неоднократно отмечалась многими исследователями [Яновский Б.М., 1978]. Так Е.Вестин [1953] указал на возможную связь изменения в ходе угловой скорости вращения Земли и перемещениями эксцентричного диполя. М.Рочестер [1960] показал, что флуктуации магнитных полей на границе раздела ядро-мантия могут вызывать наблюдаемые изменения скорости вращения Земли.

А.Б.Кале с соавторами [1969] получена корреляция между изменением продолжительности суток и изменением скорости дрейфа эксцентричного диполя (магнитного центра). Сделано предположение, что если движение эксцентричного диполя связано с движением в ядре, то изменение скорости западного смещения магнитного центра и изменение углового момента вращения ядра, должно быть скомпенсировано соответствующим изменением углового момента вращения мантии. Сравнение изменения длины суток с изменением скорости перемещения эксцентричного диполя показывает, что время наступления экстремумов кривых сдвинуты примерно на 7 лет. Моменты экстремумов изменения скорости движения эксцентричного диполя запаздывают.

Ю.Д.Калинин [1987], рассматривая вопрос о связи изменений скорости вращения Земли с магнитными явлениями обращает внимание на тот факт, что разные исследователи находят при корреляции длительности земных суток с вековыми магнитными вариациями сдвиги с разными знаками. Например, в работе [Ykutake Т., 1973] сделан вывод противоположный, упомянутому выше.

Вообще прямые сопоставления рядов данных об изменении параметров разных процессов чреваты ошибками, так как на них влияют множество факторов, часто не поддающихся разделению. Гораздо более перспективно сравнение спектров вариаций параметров процессов. Так в работе [Sheng J.R., Thomas D.M., 1977] делается предположение о наличии причинно-следственная связи вариаций длины суток и геомагнитного поля на основании совпадения спектров этих явлений (выделены вариации с периодами 33 и 66 лет), этот вывод аналогичен выводу автора [Начасова И.Е., 1970].

В настоящее время корреляция в ходе скорости вращения Земли и магнитных явлений общепризнана, однако взгляды на первичность того или иного процесса существенно отличаются.

Г.Барта [1961,1965] предложил гипотезу о связи вариаций геомагнитного поля с движением внутреннего ядра Земли. Перемещение внутреннего ядра Земли может происходить вследствие влияния сил гравитации, действующих в солнечной системе и перемещающих эксцентричное ядро по отношению к оболочке. Изменение скорости вращения Земли может вызываться перемещением внутреннего ядра.

Предположение о том, что вариации геомагнитного поля являются отражением движения внутреннего ядра Земли поддерживают другие исследователи (например, Медведев Н.Д., 1975; ОиЬЫш Б., 1981).

Общепринятого объяснения источников движения в земном ядре нет. Наиболее признана гипотеза, согласно которой источником движений в ядре является дифференциация вещества. При этом изменение скорости вращения Земли является следствием генерации геомагнитного поля.

Ю.Д.Калинин [1974] высказал предположение о том, что изменение скорости вращения Земли и есть главная причина движений в ядре Земли.

В.И.Афанасьева [1963, 1966] предположила взаимное влияние изменения геомагнитного поля и скорости вращения Земли, объясняя замедление и ускорение вращения Земли взаимодействием магнитного момента Земли и радиационной зоны Земли, момент которой изменяется в зависимости от изменения корпускулярного излучения Солнца. Изменение скорости вращения Земли может приводить к изменению циркуляции вещества в ядре Земли, что скажется на изменении магнитного поля Земли.

Корреляция изменения солнечной активности и геомагнитного поля также неоднократно отмечалась. Например, в работе [Калинин Ю.Д., Розанова Т.С., 1984] найдена корреляция изменения солнечной активности и скорости западного дрейфа геомагнитного поля за последние два тысячелетия.

В то же время многими исследователями отмечается связь солнечной активности с изменением скорости вращения Земли. В работах В.И.Афанасьевой [1966] и И.П.Дружинина и Н.В.Хамьяновой [1969] показана высокая вероятность связи переломов в изменении длины суток с изменениями солнечной активности. Солнечная обусловленность изменения длины суток показана в работе [Калинин Ю.Д., Киселев В.М., 1976].

Были предложены два механизма воздействия изменений солнечной активности на скорость вращения Земли: через магнитосферу и через атмосферу. Большинство исследователей до сих пор предпочитает первый механизм, хотя уже много лет назад было показано, что исследования процессов, происходящих в атмосфере Земли обнаруживают их тесную связь с изменением солнечной активности.

К выводу о том, что основной причиной продолжительных изменений характеристик состояния атмосферы и океана является колебание солнечной активности пришел автор работы [Masao О., 1966]. Зональность атмосферной циркуляции в эпохи высокого уровня солнечной активности нарушается, меридианальные процессы усиливаются, сдвигаются барические центры. Изменение солнечной активности меняет тип атмосферной циркуляции [Байдал М.Х., 1972; Саруханян Э.И. и Смирнов Н.П., 1970; Яблонскис И.С., 1971].

Сытинский А.Д. показал [1963, 1966], что флуктуации угловой скорости вращения Земли есть следствие планетарных атмосферных возмущений. Возможный механизм влияния атмосферных процессов на изменение скорости вращения Земли предложил Н.К.Сидоренков [1975] в виде межполушарной тепловой машины. Прямая связь изменения скорости вращения Земли с изменением климата была выявлена в работе [ ЬашЬеск К., Сагепауе А., 1976].

Корреляция изменения солнечной активности, климатических процессов, скорости вращения Земли и вариаций геомагнитного поля общепризнана. Однако механизм взаимосвязи этих явлений не ясен. Предлагаются разнообразные схемы - преобразование энергии протонов, проникающих в атмосферу в области мировых магнитных аномалий, в энергию движения крупных воздушных масс [Витинский Ю.И., Оль А.И., Сазонов Б.И., 1976]. В.В.Буха [1983] предложил такую схему: солнечный корпускулярный поток, проникая в приполярных областях в атмосферу, интенсифицирует циркуляцию воздушных масс, что приводит к потеплению. С продвижением магнитного полюса по поверхности Земли, районы такого влияния сдвигаются. На связь климатических процессов с внешними (по отношению к Земле) воздействиями указывают исследования многих авторов. А.В.Шнитников [1969] в качестве одной из причин многовековой (1800-летней) изменчивости увлажнения называет ритм констелляций Земли, Солнца и Луны.

В последнее время появляется все больше свидетельств о сходстве характеристик протекания климатических и геомагнитных процессов.

С целью выявления возможностей влияния геомагнитных изменений на климат Д.К.Нургалиев [1998] проанализировал данные о толщине колец деревьев в Северной Америке, ряды палеотемператур для Белорусии и Башкирии, сравнив результаты этого анализа с результатами анализа археомагнитных данных для Украины и Молдавии.

В рассмотренных рядах, относящихся к климатическим характеристикам, обнаружены колебания, которые выделяются и по данным о вариациях геомагнитного поля. Это колебания с периодами примерно 500, 700, 1100 и 1650 лет.

В.Бучварова и М.Ковачева [1993] сопоставили изменение напряженности геомагнитного поля в Болгарии с ходом температуры. В длиннопериодном изменении напряженности поля прослеживается увеличение к современности, а в ходе температуры - понижение. Более детальные прямые сопоставления повидимому проблематичны. Совпадение климатического оптимума 5-7 тысяч лет назад с минимумом напряженности геомагнитного поля говорит о том, что длиннопериодные вариации температуры и напряженности геомагнитного поля изменяются в противофазе.

М.Ф.Веклич [1987] связывает изменения климата с колебаниями солнечной активности, указывая на существование изменений солнечной активности с характерными временами 5-7 и 2,7-3 тысяч/и лет, 500-700, 250-300, 100 и 40-50 лет.

Такое сходство характерных времен климатических изменений, изменений солнечной активности и напряженности геомагнитного поля очевидно демонстрирует их причинно-следственную связь, и скорее всего свидетельствует о реализации механизма воздействия Солнца через атмосферу и климат на скорость вращения Земли и процессы генерации геомагнитного поля.

Библиография Диссертация по геологии, доктора физико-математических наук, Начасова, Инга Евгеньевна, Москва

1. Афанасьева В.И. Геоактивность и ее возможные причины // Геомагнетизм и аэрономия, 1963, N 3, С.562.

2. Афанасьева В.И. Нерегулярные изменения скорости вращения Земли и воздействие солнечных корпускулярных потоков на шлейф магнитосферы // Геомагнетизм и аэрономия, 1966, N 6, С. 1094.

3. Бадер Н.О. Раннеземледельческое поселение Теллль-Сотто // Советская археология. 1975. N 4. С.99.

4. Байдал М.Х. Связь вековых колебаний уровня Аральского моря с соотношениями солнечной активности и макротипов атмосферной циркуляции // Труды Каз НИГМИ, 1972, вып. 44, С.62.

5. Барта Г. Некоторые принципиальные проблемы вековых магнитных вариаций Земли // В сб."Настоящее и прошлое магнитного поля Земли", Москва, Наука, 1965, С.42.

6. Брагинский С.И. Магнитные волны в ядре Земли // Геомагнетизм и аэрономия, 1967, N 6, С. 1050.

7. Брагинский С.И. Об основах теории гидромагнитного динамо Земли // Геомагнетизм и аэрономия, 1967, N 3, С.401.

8. Брагинский С.И. Магнитогидродинамические крутильные колебания в земном ядре и вариации длины суток // Геомагнетизм и аэрономия, 1970, N 1,С.З.

9. Брагинский С.И. О спектре колебаний гидромагнитного динамо Земли // Геомагнетизм и аэрономия, 1970, N 2, С.221.

10. Брагинский С.И. Сферические анализы основного геомагнитного поля, 1550-1800 г.г.// Геомагнетизм и аэрономия, 1972, N 3, С.524.

11. Брагинский С.И. Аналитическое описание геомагнитного поля прошлых эпох и определение спектра магнитных волн в земном ядре // Геомагнетизм и аэрономия. 1972. Т. 12. N 6. С. 1092.

12. Брагинский С.И. Аналитическое описание геомагнитного поля прошлых эпох и определение спектра магнитных волн в земном ядре. II // Геомагнетизм и аэрономия. 1974. N 3. С.522.

13. Брагинский С.И. О теории гидромагнитного динамо Земли // Геомагнитные исследования, Москва, Наука, 1976, N 17, С.5.

14. Брагинский С.И., Геомагнитное динамо // Физика Земли, 1978, N 9, С.74.

15. Брагинский С.И. Аналитическое описание вековых вариаций геомагнитного поля и скорости вращения Земли // Геомагнетизм и аэрономия, 1982, N 1, С. 115.

16. Брагинский С.И. Волны в устойчиво стратифицированном слое на поверхности земного ядра // Геомагнетизм и аэрономия, 1987, N 3, С.476.

17. Брагинский С.И. Возникновение 65-летнего колебания в земном ядре// Физика Земли, 1987, N 9, С.64.

18. Брагинский С.И., Бурлацкая С.П. Сферический анализ геомагнитного поля по археомагнитным данным // Известия АН СССР, Физика Земли, 1979, N 12, С.59.

19. Букреева Г.Ф., Архипов С.А., Волкова В.С., Орлова Л.А. Климат западной Сибири : в прошлом и будущем // Геология и геофизика, 1995, т.35, N 11, С.З.

20. Бураков К.С. Термомагнитометр// Изв.АН СССР. Физика Земли. 1977, N 5, С.92.

21. Бураков К.С. Определение древнего геомагнитного поля на магнитоанизотропных образцах // Изв. АН СССР Сер.физика Земли. 1981. N 11. С. 116.

22. Бураков К.С., Начасова И.Е. Обработка первичных археомагнитных данных //Сб."Постоянное магнитное поле Земли, палеомагнетизм и магнетизм горных пород", Киев, 1973, С.22.

23. Бураков К.С., Начасова И.Е. Методика и результаты изучения геомагнитного поля Хивы с середины XVI века // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1978, N11, С.93.

24. Бураков К.С., Начасова И.Е. О влиянии минералогических изменений при работе методом Телье // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм, Тбилиси, 1981, 4.II, С.9.

25. Бураков К.С., Бурлацкая С.П., Начасова И.Е., Челидзе З.А. Напряженность геомагнитного поля на Кавказе за последние 2000 лет //Геомагнетизм и аэрономия, 1982, N 3, С.523.

26. Бураков К.С., Начасова И.Е. Введение поправки на химические изменения во время нагревов при определении напряженности древнего геомагнитного поля // Изв.АН СССР, Физика Земли, 1985, N 10, С.93.

27. Бураков К.С., Начасова И.Е., Квирикадзе М.В. Напряженность геомагнитного поля на Кавказе во II-I тыс. до н.э. // III Всесоюзный съезд по геомагнетизму, Тезисы докладов, Киев, 1986, С. 123.

28. Бураков К.С., Начасова И.Е. Изменение интенсивности геомагнитного поля на территории Грузии в V-III тыс. до н.э.// Геомагнетизм и аэрономия, 1988, N 6, С. 1033.

29. Бурлацкая С.П. Геомагнитное поле в прошлом в районе Кавказа// Геомагнетизм и аэрономия, 1963, N 3, С.570.

30. Бурлацкая С.П. Исследование магнитного поля Земли в прошлые эпохи археомагнитным методом // В кн."Магнетизм горных пород и палеомагнетизм", Красноярск, 1963, С.246.

31. Бурлацкая С.П. Археомагнетизм. Исследование магнитного поля Земли в прошлые эпохи. Москва, Наука, 1965, 127 с.

32. Бурлацкая С.П. Вековые вариации магнитного поля Земли по археомагнитным и палеомагнитным данным //

33. Геомагн. и аэрономия, 1972, Т.12, N4, С.662.

34. Бурлацкая С.П. Автореферат диссертации на соисканиеученой степени доктора физико-математических наук., Москва, 1986. 47 с.

35. Бурлацкая С.П. Археомагнетизм. Изучение древнего геомагнитного поля. М.: ИФЗ АН СССР. 1987. 246 с.

36. Бурлацкая С.П. Спектр вековых вариаций геомагнитного поля по геомагнитным данным // Физика Земли, 1991, N 8, С. 115.

37. Бурлацкая С.П., В.В.Буха В.В. О достоверности археомагнитных данных. В кн. Постоянное геомагнитное поле Земли, палеомагнетизм и магнетизм горных пород, Киев, Наукова Думка, 1973, С.28.

38. Бурлацкая С.П., Буха В.В., Бураков К.С. О погрешности определения напряженности геомагнитного поля методом Телье // Известия АН СССР, Физика Земли, 1983, N 2, С. 110.

39. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е. Выделение наиболее достоверных периодов вековых вариаций по археомагнитным данным// Главное геомагнитное поле и проблемы палеомагнетизма. 4.1, Москва, 1976, С.43.

40. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е., Нечаева Т.Б., Петрова Г.Н. Археомагнитные исследования 1968 г.// В кн."Магнетизм горных пород и палеомагнетизм", М., 1969, С. 166.

41. Бурлацкая С.П. Начасова И.Е., Бураков К.С. Новые определения параметров древнего геомагнитного поля для Монголии, Средней Азии и Абхазии // Геомагнетизм и аэрономия, 1976, N 4, С.914.

42. Бурлацкая С.П. Начасова И.Е. Археомагнитные определения элементов геомагнитного поля. Мировые данные. Материалы мирового центра данных. Отв.ред. Г.Н.Петрова, Москва, 1977, 111 с.

43. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е. О достоверности периодов вековых вариаций геомагнитного поля по археомагнитным данным // Геомагнетизм и аэрономия, 1978, N 4, С.724.

44. Бурлацкая С.П., Начасова И.Е., Челидзе З.А. Новыеопределения напряженности геомагнитного поля в Грузии для последних 2000 лет// Магнетизм горных пород и палеомагнетизм, Тбилиси, 1981,4.11, С.10.

45. Бурлацкая С.П., Нечаева Т.Б., Петрова Г.Н. Напряженность геомагнитного поля за последние 2000 лет по мировым данным // Геомагнетизм и аэрономия, 1970, N 5, С.878.

46. Бурлацкая С.П.,Петрова Г.Н. Археомагнитный метод изучения изменений геомагнитного поля в прошлом // Геомагнетизм и аэрономия, 1961, N 1, С. 111.

47. Бурлацкая С.П.,Петрова Г.Н. Первые результаты изучения геомагнитного поля в прошлом археомагнитным методом

48. Геомагнетизм и аэрономия, 1961, N 2, С.262.

49. Бурлацкая С.П.,Петрова Г.Н. Восстановление картины изменения магнитного поля Земли в прошлом при помощи археомагнитного метода // Геомагнетизм и аэрономия, 1961, N 3, С.426.

50. Бурлацкая С.П.,Петрова Г.Н. Изменение магнитного поля Земли в прошлом по археомагнитным, палеомагнитным и обсерваторным данным // Геомагнетизм и аэрономия, 1961, N 4, С.594.

51. Бурлацкая С.П., Челидзе З.А. Об изменении геомагнитного поля в Грузии за время от III тысячелетия до н.э. до I тысячелетия н.э.// Изв. АН СССР, Физика Земли, 1987, N 9, С. 102.

52. Бурлацкая С.П., Челидзе З.А. Об изменении геомагнитного поля в Грузии в течение последних 1,5 тыс. лет до н.э. // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1990, N 7, С.84.

53. Бурлацкая С.П., Челидзе З.А. Напряженность геомагнитного поля на Кавказе с 28 века до н.э. до 6 века н.э.// Физика Земли, 1997, N 12, С.52.

54. Буха В.В. Первые результаты археомагнитных исследований в ЧССР // В кн."Настоящее и прошлое магнитного поля Земли", Москва, Наука, 1965, С.61.

55. Буха В. Изменение напряженности геомагнитного поля за последние 8500 лет и западный дрейф // Сборник тезисов докладов VIII конференции по вопросам постоянного геомагнитного поля, магнетизма горных пород и палеомагнетизма, Ч.Ш, Москва, 1970, С.70.

56. Вейнберг Б.П., Шибаев В.П. Каталог результатов магнитных определений на земном шаре, приведенных к равноотстоящим точкам и эпохам 1500-1940 гг. М.: ИЗМИРАН. 1969. 94 с.

57. Веклич М.Ф., Проблемы палеоклиматологии, Киев, Наукова Думка, 1987, 188 с.

58. Витинский Ю.И., ОльА.И., Сазонов Б.И. Солнце и атмосфера Земли, Д., Гидрометиздат, 1976, 352 с.

59. Галягин Д.К., Фрик П.Г. Адаптивные вейвлеты (Алгоритм спектрального анализа сигналов, известных с пробелами данных)// Математическое моделирование систем и процессов, 1996, N 4, С. 10.

60. Головков В.П. Динамика геомагнитного поля и внутреннее строение Земли // Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора физ.-мат.наук, Москва, 1975, 29 с.

61. Головков В.П. Главное геомагнитное поле и его вековые вариации // В кн. Геомагнетизм. Теоретические и практические аспекты, Киев, Наукова Думка, 1988, С.39.

62. Дружинин И.П. и Хамьянова Н.В. Солнечная активность и переломы хода природных процессов на Земле., Москва, Наука, 1969, 224 с.

63. Загний Г.Ф. Структура археовековых вариаций геомагнитного поля на Украине и в Молдавии за последние 5500 лет. Авторефератдиссертации на соискание ученой степени кандидата физ.- мат. наук, Киев, 1979, 20 с.

64. Загний Г.Ф. Структура археовековых вариаций геомагнитного поля Украины и Молдавии за последние 5500 лет // Геофиз. ж., 1981, т. 3, N 5, С.60.

65. Загний Г.Ф. Природа региональных 500-600-летних вариаций геомагнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия, 1983, N 1, С.113.

66. Загний Г.Ф., Русаков О.М. Археовековые вариации геомагнитного поля юго-запада СССР // Киев, Наукова Думка, 1982, 126 с.

67. Зайдель А.И. Элементарные оценки ошибок измерений //JI-д, Наука, 1968, 101 с.

68. Ивченко М.П., Белугина В.Н. Каталог среднегодовых значений геомагнитного поля в магнитных обсерваториях с 1930 года, М.: ИЗМИРАН СССР. 1965. 161 с.

69. Калинин Ю.Д. Солнечная обусловленность изменения длины суток и сейсмической активности // Препринт ИФСО 21Ф, Красноярск, 1974, 21 с.

70. Калинин Ю.Д., Киселев В.М. Солнечная обусловленность изменений длины суток, сейсмичности Земли и геомагнитного момента // Геомагнетизм и аэрономия, 1976, N 5, С.858.

71. Калинин Ю.Д. Вековые геомагнитные вариации. Новосибирск, Наука, 1984, 158 с.

72. Калинин Ю.Д., РозановаТ.С. Западный дрейф магнитного центра Земли и солнечная активность за последние 2000 лет // В кн."1У симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике", Москва, Междувед. геофиз. комитет при Президиуме АН СССР, 1984, С.21.

73. Калинин Ю.Д. Земное ядро и вековые геомагнитные вариации, Красноярск, 1987, 157 с.

74. Мунчаев P.M., Мерперт И.Я. Раннеземледельческиепоселения северной Месопотамии. 1981. Москва. "Наука". 482с.

75. Начасова И.Е. Магнитное поле в районе Москвы с 1480 г. по 1840 г.// Геомагнетизм и аэрономия. 1972. Т. 12. N.2. С.316.

76. Начасова И.Е. Построение детальной кривой вариаций геомагнитного поля для Подмосковья //М-лы VIII конф. по пост, геомагнитному полю и палеомагнетизму. 4.2, Киев "Наукова Думка", 1970, С.139.

77. Начасова И.Е. Вековые вариации геомагнитного поля с периодами меньше 200 лет (по археомагнитным данным) // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физ.- мат. наук, Москва, 1970, 20 с.

78. Начасова И.Е., Бураков К.С. Археомагнитные определения напряженности геомагнитного поля в Грузии за последние 3000 лет//Тонкая структура геомагнитного поля. М.:Наука, 1986. С.26.

79. Начасова И.Е., Бураков К.С. Изменение напряженности геомагнитного поля во втором тысячелетии до нашей эры на территории Грузии//Геомагнетизм и аэрономия. 1987.Т.27, N 5. С.869.

80. Начасова И.Е., Бураков К.С. Интенсивность геомагнитного поля с III века до нашей эры по VI век нашей эры в Термезе (Узбекистан) //Геомагнетизм и аэрономия, 1994, N 3, С. 178.

81. Начасова И.Е., Бураков К.С. Археоинтенсивность древнего геомагнитного поля в пятом тысячелетии до нашей эры в северной Месопотамии // Геомагнетизм и аэрономия, 1995, N 3, С. 131.

82. Начасова И.Е., Бураков К.С. Вариации геомагнитного поля в Средней Азии в последние две тысячи лет. Анализ мировых данных //Геомагнетизм и аэрономия, 1995, N 6, С. 150.

83. Начасова И.Е., Бураков К.С. Напряженность магнитного поля Земли по археомагнитным данным // Сб. Палеомагнетизм и магнетизм горных пород, Москва, 1996, С.56.

84. Начасова И.Е., Бураков К.С. 8000-летняя вариация напряженности геомагнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия, 1997, N 1, С.167.

85. Начасова И.Е., Бураков К.С. Вариации напряженности геомагнитного поля в последние четыре тысячи лет по мировым данным //Доклады Академии Наук, 1997, Т.353, N 2, С.255.

86. Начасова И.Е., Бураков К.С. Изменчивость возмущенности напряженности геомагнитного поля в последние семь тысяч лет // Геомагнетизм и аэрономия, 1997, N 6, С. 120.

87. Начасова И.Е. Дрейф напряженности геомагнитного поля // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород, Москва, 1997, С.63.

88. Начасова И.Е., Бураков К.С. Напряженность геомагнитного поля в Средней Азии во втором-первом тысячелетияхдо нашей эры // Изв. РАН, Физика Земли, 1997, N 7, С.ЗЗ.

89. Начасова И.Е., Бураков К.С. Вариации напряженности геомагнитного поля в YI-V тыс. до н.э. // Геомагнетизм и аэрономия, 1998, N 4, С. 125.

90. Начасова И.Е., Бураков К.С., Квирикадзе М.В. Напряженность геомагнитного поля на территории Грузии в I тыс. до н.э. // Геомагнетизм и аэрономия, 1986, N 2, С.356.

91. Начасова И.Е., Диденко Е.Ю., Шелестун Н.К. Археомагнитные определения элементов геомагнитного поля. Мировые данные. Материалы Мирового центра данных Б. Отв.ред. С.П.Бурлацкая, Москва, 1986, 169 с.

92. Нечаева Т.Б. Построение и анализ кривых вариаций наклонения и напряженности геомагнитного поля для Украины // В кн." Материалы УШ конференции по постоянному геомагнитному полю и палеомагнетизму", 4.II, Киев, Наукова Думка, 1970, С.142.

93. Нечаева Т.Б. Основные черты вековых вариаций геомагнитного поля на Украине за последние 2000 лет // Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук, Москва, 1979, 17 с.

94. Нургалиев Д.К. Вариации геомагнитного поля в позднем палеозое и раннем мезозое. Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора гел.-мин.наук, Казань, 1997, 47 с.

95. Орлов В.П. Вековой ход магнитного склонения с 1600 г.// Труды НИИ земного магнетизма и распространения радиоволн, Москва, 1959, вып. 15, С. 182.

96. Медведев Н.Д. Вековые вариации магнитного склонения и дрейф магнитных полюсов как эффект прецессии внутреннего ядра земного шара // Инф.бюл. Сов. антарк. экспедиции, 1975, N 90, С.35.

97. Петрова Г.Н. Вековые вариации и граница ядро-мантия // В кн. Геомагнитные исследования, М., Наука, 1976, N 17, С. 15.

98. Петрова Г.Н. Геомагнитные данные о ядре Земли // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1977, N 11, С.9.

99. Петрова Г.Н., Геомагнитные исследования жидкого ядра Земли // В кн. Современное состояние исследований в области геомагнетизма, М., ИФЗ АН СССР, 1983, С.5.

100. Петрова Г.Н., Нечаева Т.Б., Поспелова Г.А. Характерные изменения геомагнитного поля в прошлом. Москва,"Наука", 1992, 175 с.

101. Пудовкин И.М., Валуева Г.Е. О причинах так называемого западного дрейфа геомагнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия, 1967, N 5, С.923.

102. Решетняк М.Ю., Пилипенко О.В., Зинченко Б.Г., Зверева

103. Т.И. Корреляционные функции вековой вариации геомагнитного поля //Геомагнетизм и аэрономия. 1994. N3, С. 145.

104. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Т.2 // Химияметаллов. Москва, Мир, 1972, С.484.

105. Ротанова Н.М., Папиташвили Н.Е., Пушков А.Н. О спектральном анализе временных рядов геомагшнитного поля методом максимальной энтропии // Геомагнетизм и аэрономия, 1979, N 6,1. С.1091.

106. Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Солнечная активность, барическое поле Земли и циркуляция атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия, 1970, N 3, С.496.

107. Сидоренков Н.К. "О междуполушарной" тепловой машине в атмосфере Земли //Доклады АН СССР, 1975, Т. 221, N 4, С.835.

108. Сытинский А.Д. О механизме влияния солнечной активности на атмосферу и литосферу Земли // Геомагнетизм и аэрономия, 1966, N4, С.21.

109. Сытинский А.Д. Современные тектонические движения как одно из проявлений солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия, 1963, N 1, С. 148.

110. Уиттекер Э., Робинсон Г. Математическая обработка результатов наблюдений, ГТТИ, 1933, 284 с.

111. Филиппов C.B. Применение методов градиентного спуска и регуляризации для определения параметров сигнала и тренда. М. 1985. 9 с. (Препринт /АН СССР.ИЗМИРАН. N 57 (590)).

112. Филиппов C.B., Ротанова Н.М. Методика выделения и пространственновременная структура 20-летних вариаций геомагнитного поля по данным мировой сети обсерваторий // Препринт N 3(692), М., ИЗМИРАН, 1987, 22 с.

113. Щербаков В.П., Сычева Н.К. Анализ выполнения законов Телье независимости и аддитивности парциальных термоостаточных намагниченностей для взаимодействующих однодоменных зерен (численный эксперимент) // Физика Земли, 1997, N 4, С.83.

114. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. Москва, Физматгиз, 1962, 367с.

115. Шнитников А.В. Внутривековая изменчивость компонентов общей увлажненности//Л., Наука, 1969, 245 с.

116. Яблонскис И.С. Вековая цикличность гидрометеорологи-ческих элементов южноприбалтийской части СССР // Liet. TSR Mokslu Akad. darbai, Тр. АН Лит.ССР, 1971, Б, N 2, С.115.

117. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.; Изд-во ЛГУ, 1978,591 с.

118. Aitken М.J., Alcock P.A., Bussel G.D. and Shaw C.J. Archaeomagnetic determination of the past geomagnetic intensity using ancient ceramics: allowance for anisotropy //Archaeometry, 1981, 23, P.53.

119. Aitken M.J., Allsop A.L., Bussel G.D. and Winter M.B. Geomagnetic intensity in Egypt and western Asia during the second millenium ВС // Nature, 1984, v.310, P.305.

120. Aitken M.J., Allsop A.L., Bussel G.D. and Winter M.B. Palaeointensity determination using the Thellier technique: reliability criteria//J.Geomag. Geoelectr., 1986, 38, P. 1353.

121. Aitken M.J., Allsop A.L., Bussel G.D. and Winter M.B. Geomagnetic intensity variation during the last 4000 years// Phys. Earth and Planet. Int., 1989, 56, P.49.

122. Aitken M.J., Allsop A.L., Bussel G.D., Liritzis Y. and Winter M.B. Geomagnetic intensity measurements using brics from greek churches of the first and second millenia A.D. // Archaeometry, 1989, T.31, V.l, P.77.

123. Arai,Y. Secular variation in the intensity of the past geomagnetic field. M.Sc. Thesis, Univ. of Tokyo, 1963, 84 p.

124. Barbetti M., Archaeomagnetic results from Australia //

125. Geomagnetism of backed clays and recent sediments, Amsterdam: Elsevier Science Publichiers, 1983, P. 173.

126. Barta G. The connection between the excentricity of the geomagnetic field and the triaxiality of the Earth //

127. Acta Technica Academiae scientiarum Hungaricae, T.XXXVII, 1961, P.211.

128. Barton C.E., Merrill R.T. and Barbetti M. Intensity of the Earth's magnetic field over the last 10000 years//

129. Phys. Earth Planet. Inter., 1979, 20, P.96.

130. Bucha V. Results of archaeomagnetic research in Czechoslovakia for the epoch from 4400 B.C. to the present // Geomagn. Geoelectr., 1965, V. 17, N 3-4, P.407.

131. Bucha V. Archaeomagnetic research into the total geomagnetic field intensity and its changes in Czechoslovakia // Studia Geophys. et Geodaet., 1965, V.9, N 3, P.272.

132. Bucha V. Intensity of the Earth's magnetic field during archaeological times in Czechoslovakia // Archaeometry, 1967, V.10, N 1, P. 12.

133. Bucha V. Evidence for changes in the Earth's magnetic field intensity // Phil. Trans. Roy. Soc. London, 1970, A, 269, P.47.

134. Bucha V. Variatins of the geomagnetic field, the climate and weather // Studia Geophys. Geodaet., 1976, v.20, N 2, p. 149.

135. Bucha V. Changes in the geomagnetic field and solar wind causes of changes of climate and atmospheric circulation //

136. Studia Geophys. Geodaet., 1976, v.20, N 4, P.346.

137. Bucha V. b kh." Magnetic field and the processes in the Eatrh's interior". Prague.Academia, 1983, P.502.

138. Bullard E.C., Freedman C., Gellman H., Nixon I. The westward drift of the Earth's magnetic field // Phil.Trans.Roy. Soc.,1.ndon, Ser.A, 1950, V.243, P.67.

139. Burakov K., Galyagin D., Frick P., Nachasova I., Reshetnyak M., SokloffD. Wavelet Analysis of Archeomagnetic Data over the Last 4000 years // Geologica Carpathica, 1998, V.49, N3.

140. Burakov K.S., Nachasova I.E. Secular variations and reversal processes // Magnetic field and processes in the Earth's interior, Chapter I, Prague Academia, 1983, P.38.

141. Burakov K.S., Nachasova I.E. The geomagnetic field intensity in Georgia in the 1st thousand B.C. // 5th General Assambly IAGA/ IAMAP. Program and Abstracts. Prague, 1985, V.2, P.442.

142. Burakov K.S., Nachasova I.E. Anomalous behavior of the geomagnetic field in the thousand B.C. // Quaternary geomagnetic field, Potsdam, 1990, P. 135.

143. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E., Nechaeva T.B., Rusakov O.M., Zagniy G.F., Tarhov E.N., Tchelidze Z.A. Character of secular variations for the last 10000 years // Internat. Assoc. Geomagn. Aeronomy Bull., Madrid, 1969, N11, P.139.

144. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E., Nechaeva T.B., Rusakov O.M., Zagniy G.F., Tarhov E.N., Tchelidze Z.A. Archaeomagnetic research in the U.S.S.R.: recent resalts and spectral analysis.//Archaeometry, 1970, V.12, N.l, P.73.

145. Burlatskaya S.P., Burakov K.S., Nachasova I.E., Nechaeva T.B. About intensity variation of the Earth's magnetic fieldin the Past //IAGA Bulletin, Paris, 1973, N 34, P.327.

146. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E. Geomagnetic field characteristics from the world archaeomagnetic data for the last 10.000 years // Intern. Assoc. Geomagn. Aeron. Bulletin, Paris, Grenoble, 1975, N 36, P. 198.

147. Burlatskaya S.P., Nachasova I.E. The indentification of reliable periods of SV upon archaeomagnetic data // Final Program IAGA/IAMAP Joint Assembly, Seatle, 1977, P.69.

148. Butchvarova V., Kovacheva M. European changes of the paleotemperature and Bulgarian archaeomagnetic data // Bulg. Geophys. J., v. XIX, N2, P. 19.

149. Carmichael C.M. Paleomagnetic field intensity; its measurement in theory and practice // Phys. Earth Planet.Inter., 1977, 13, P.245.

150. Coe R.S. The determination of paleointensities of the Earth's magnetic field with emphasis on mechanisms wich could cause nonideal behavior in Thelliers' method// J.Geomag.Geoelectr., 1967, 19, P. 157.

151. Coe R.S. and Gromme C.S. A comparison ofthree methods of determining geomagnetic paleointensities // J.Geomag.Geoelectr, 1973, 25, P.415.

152. Coe, R.S. and C.S.Gromme, and E.A.Mankinen. Geomagnetic paleintensitis from radiocarbon-dated lava flows on Hawaii and the question of the Pacific nondiple low, J. Geophys. Res., 1978, 83, P. 1740.

153. Constable C.G. Eastern Australian gemagnetic field intensity over the past 14000 yr // Geophys.J.R. astr. Soc., 1985, 81, P.121.

154. Daubechies I. Ten lectures on wavelets // FIAM, Phelodelphia, 1992, 135 p.

155. Frick P., Baliunas S.L., Galyagin D., Soon W.H., Wavelet analysis of stellar chromospheric activity variations // Astrophysical J., 1997, v.483, P.426.

156. Gaibar-Puertas A.P.G. Variation secular del campo gemagnetico. Mem. Observ. Ebro, 1953, XIX, 486 p.

157. Games K.P., The magnitude of the arhaeomagnetic field in Egypt between 3000 and 0 ВС // Geophys. J.R.astr.Soc., 1980, 63, P.45.

158. Gubbins D. Rotation of the core //J. Geophys. Res., 1981, Y.86, NB12, P.11695.

159. Hide R.,Malin S.R.C. Bumps on the core-mantle boundary // Comments on Earth Science : Geophysics, 1971, 2, P. 1.

160. Hiebert F. Chronology of Margiana and radiocarbon dates

161. The International Assotiation for the study of Cultures of Central Asia (UNESCO). Information Bulletin. Jssue 19. M."Nauka". 1993. P.136.

162. Hirooka K. Archaeomagnetic study for the past 2,000 years in Southwest Japan//Memoirs of the faculty of science, Kito University, ser.Geol.Min.,1971. V.38. N 2. P.167.

163. Kahle A.B., Ball R,H., Cain J.C. Prediction of gemagnetic secular change confirmed // "Nature", 1969, 223, N 5202, P.165.

164. Kitazawa K. Intensity of the geomagnetic field in Japan for the past 10,000 years //J. Geophys. Res., 1970, 75, P.7403.

165. Kono M. and Tanaka H. Analysis of the Thellier's method of paleointensity determination 1: estimation of statistical errors//J. Geomag. Geoelectr., 1984, 36, P.267.

166. Kovacheva M. Ancient magnetic field in Bulgaria // Докл. Болт.AH, 1968, 21, N8, P.761.

167. Kovacheva M. Inclination of the Earth's magnetic field during the last 2000 years in Bulgaria II J. Geomagn. Geoelectr., 1969, v.21, N 3, P.573.

168. Kovacheva M. Upon the Intensity of the ancient magnetic field during the last 2000 years in south-eastern Europe // Earth Planet. Sci. Lett., 1972, v, 17, N 1, P. 199.

169. Kovacheva M. Secular variation of the ancient magnetic field's intensity during the last 2400 years in Bulgaria II Докл.Болт. АН, 1973, 26, N 6, P.747.

170. Kovacheva M. Summarized results of the archaeomagnetic investigations of the geomagnetic field variation for the last 8000 yr in southeastern Europe//Geophys.J.R.Astr.Soc., 1980, Y.61, P.57.

171. Kovacheva M. Archaeomagnetic results concerning geomagnetic field variation for the last 8000 years in Bulgaria (South-East Europe) // Int. Assoc. Geomagn. Aeronomy Bull. Edinburg, Paris, 1981, N 45, P. 177.

172. Kovacheva M. Archaeomagnetic investigations of geomagnetic secular variations, Phil. Trans. R. Soc. London, 1982, A 306, P.79.

173. Kovacheva M. and Kanarchev M. Revised archaeointensity data from Bulgaria//J. Geomag.Geoeletr., 1986, 38, P.1297.

174. Kovacheva M. Updated archaeomagnetic results from Bulgaria: the last 2000 years //Phys.Earth Planet Inter., 1992., V.70., P.21.

175. Kovacheva M., Veljovich D. Geomagnetic field variations in southeastern Europe between 6500 years B.C. to 100 years B.C. // Earth Planet. Sci. Lett., 1977, v.37, N 1, P. 131.

176. Lambeck K., Cazenave A. Long term variations in the length of day and climatic change // Geophys. J. Roy Astron. Soc., 1976, 46, N 3, P.555.

177. Levi S. Comparison of two methods of performing the Thellier experiment (or, how the Thellier experiments should not be done)//J. Geomag. Geoelectr., 1975, 27, P.245.

178. Masao O. Long-term variations of the atmospheric and oceanic conditions // Spec. Contr. Geophys. Inst. Kyoto Univ., 1966, N 6, P.69.

179. McEllhinny M.W. and Senanayake W.E. Variations in the geomagnetic dipole 1: The past 50000 years // J. Geomagn. Geoelectr., 1982, 34, P.39.

180. McElhinny M. Analisis of global intensities for the past 50000 years // B kh."Geomagnetism of backed clays and recent sediments", Amsterdam: Elsevier Science Publichiers, 1983, P. 176.

181. Nachasova I.E., Burakov K.S. Archaeomagnetic research on the territory of ancient Margiana // The International Association for the study of Cultures of Central Asia, Information Bulletin, Jssue 19, Moscow, 1993, P.207.

182. Nachasova I.E., Burakov K.S. The westward drift of the geomagnetic field intensity for the last 4000 years // Annales Geophysicae, 1996, Part I, Suppl.I, V.14, P. 125.

183. Nachasova I.E., Burakov K.S. Pulsations of archaeointensity variations with periods less than 600 years // 8th Scientific Assambly of I AG A with ICMA and STP Simposia, Uppsala, 1997, P.88.

184. Nagata T. Two main aspects of gemagnetic secular variation-westward drift and nondrifting components // Proc.Benedum.Earth magn. simposium, Pitsburg, 1962, P.39.

185. Nagata T., Arai Y., and Momose K. Secular variation of the geomagnetic total force during the last 5000 years // J.Gephys. Res., 1963, 68, P.5277.

186. Nagata T. and Rikitake T. Nhe nortward sifting of the geomagnetic dipole and stability of the axial magnetic guadrupole of the Earth // J. Geomagn. Geoel., 1963, v.XIV, N 4, P.213 .

187. Ramaswamy K. and Duraiswamy D., Archaeomagnetic studies some archaeological sites in Tamil Nadu, India // Phys. Earth and

188. Planet. Int., 1990, 60, P.278.

189. Rochester M.G. Geomagnetic westward drift and irregularities in the Earth's rotation // Phil. Trans. Roy. Soc. London, 1960, ser.A, V.252, N 1018, P.531.

190. Rogers J., Fox J.M.W., Aitken M.J. Magnetic anisotropy in ancient pottery, Nature, 1979, V.277, N 5698, P.644.

191. Sarianidi V. Margiana in the ancient orient //The International Assotiation for the study of Cultures of Central Asia

192. UNESCO). Information Bulletin. Jssue 19. M."Nauka". 1993. P.5.

193. Sakai H., Hirooka K. Archaeointensity determinations from Western Japen // J.Geomagn. and Geoelectr. 1986. V.38. N 12. P. 1323.

194. Sasajima S. and Maenaka K., Intensity studies of the archaeosecular variation in West Japan, with spesial reference to the hypthesis of the dipole axis rotation // Mem. Coll. Sci., Univ. Kyoto, 1966, Ser.B, 33, P.53.

195. Shaw J. Recent advances in Archaeomagnetism // J. Geomag. Geoelectr., 1985, 37, P. 119.

196. Sheng J.R., Thomas D.M. Spectral line cimilarity in the geomagnetic dipole field variations and length of day fluctuations// J. Geophys. Res., 1977, 82, N 5, P.828.

197. Smith P.J. Ancient geomagnetic field intensities -1. Historic and archaeolgical data: Sets H 1 H 9 // Geophys.J.Roy.Astr.Soc., 1967, V.13, N 4, P.417.

198. Sternberg R.S. Archaeomagnetic paleointensity in American Southwest during the past 2000 years//Phys.Earth Planet.Inter. 1989. V.56. P.l.

199. Tanaka H. Paleointensities of the Geomagnetic field determined from recent four lava flows of Sakurajima volkano, West Japen // J.Geomagn. and Geoelectr. 1980. V.32. P. 171.

200. Tanaka H. Paleointensity high at 9000 years ago from volcanic rocks in Japan // J. Geoph. Res., 1990, v. 95, N Bll,17, P.517.

201. Tang C., Zheng J.Y., Li D.J., Wei S.F. and Wei Q.Y. Paleointensity Determinations for the Xinjiang Region, NW China //J.Geomagn.Geoelectr. 1991. Y.43. P.363.

202. Yestine E.H. On variation of geomagnetic field, fluid motionsand the rate of the Earth's rotation // J.Geophys.Res., 1953, V.58, N 2, P.127.

203. Walton D. Geomagnetic intensities in Athens between 2000 BC and 400 AD//Nature, 1979, 277, P.643.

204. Walton D. Changes in the intensity of the geomagnetic field // Geophys. Res. Lett., 1990, v. 17, N 12, P.2085-2088.

205. Weaver G.H. Mesurement of the past intensity of the Earth's magnetic field, Archaeometry, 1966, Y.IX, P. 174.

206. Wei Q.Y., Li D.J., Cao G.Y., Zhang W.X. and Wang S.P. Archaemagnetic research of Jiangzhai relic, neolithic epoch //

207. Acta Geophys., 1980, 23, P.403.

208. Wei Q.Y., Li D.J., Cao G.Y., Zhang W.X. and Wang S.P. Intensity of the geomagnetic field near Loyang, China,between 500 B.C. and A.D.1900 //Nature. 1982. V.296. P.728.

209. Wei Q.Y., Li D.J., Cao G.Y., Zhang W.X., Wang S.P. and Wei F. Archaeomagnetism of baked clays: results from China // Geomagnetism of Baked Clays And Recent Sediments, Elsevier, 1983, P. 138.

210. Wei Q.Y, Li D.J., Cao G.Y. at al. The Total Intensity of Geomagnetic Field in Southern China for the Period from 4500 B.C. to A.D.I500//J.Geomag.Geoelectr. 1986. V.38. P.1311.

211. Wei Q.Y.,Zhang W.X., Li D.J., Aitken M.S.,

212. Bussel G.D., Winter M. Geomagnetic intensity as evaluated from ancient Chinese pottery//Nature. 1987. V.328. N 6128. P.330.

213. Yang S., Shaw J., Wei Q.Y. Traking a non-dipole geomagnetic anomaly using new archaeointensity results from north-east China//Geophys.J.Int.l993. V.l 15. P.l 189.

214. Yukutake T. The westward drift of the Earth's magnetic field in histric times //J.Geomagn.Geoelectr., 1967, Y.19, N2, P. 103.

Информация о работе

Начасова, Инга Евгеньевна
доктора физико-математических наук
Москва, 1998
ВАК 04.00.22

Диссертация

Характеристики вариаций напряженности геомагнитного поля по археомагнитным данным - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы