| 13986122 15360 8522 910 1ис. 4 и 5.) Илл. см. на вклейке к стр. 497.
Лит.: Ефремов И. А., Вьюгяков Б. П., Каталог местонахождений пермских и триасовых наземных позвоночных на территории СССР, "Тр. Палеонтологического ин-та АН СССР", 1955, т. 46; Т е-рентьев П. В., Герпетология, М., 1961; Шмальгаузен И. И., Происхождение наземных позвоночных, М., 1964; Основы палеонтологии. Земноводные, пресмыкающиеся и птицы, М., 1964; Жизнь животных, т. 4, ч. 2, М.. 1969; Noble G., The biology ofthe amphibia, N.Y. - L., 1931; Angel F., Vie et moeurs des amphibiens, P., 1947; Rоmer A. S., Review of Labyrinthodontia, "Bulletin Museum Comparative Zoology", 1947, v. 99, № 1; Physiology of the amphibia, ed. J. A. Moore, N. Y.. 1964.
П. В. Терентьев, А. К. Рождественский.
ЗЕМНОГО МАГНЕТИЗМА, ИОНОСФЕРЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН ИНСТИТУТ АН СССР (ИЗМИРАН), научно-исследовательское учреждение, занимающееся изучением явлений земного магнетизма, физич. свойств ионосферы и магнитосферы Земли и распространения радиоволн в них, исследованием влияния активности Солнца на геофизич. (электромагнитные) процессы. ИЗМИРАН находится в Научном центре АН СССР в Красной Пахре (под Москвой). Организован в 1939 на базе Бюро Генеральной магнитной съёмки и Павловской магнитной обсерватории, входившей в состав Гл. геофизич. обсерватории. Организатором и первым директором ИЗМИРАН был Н. В. Пушков.
В ин-т входит Ленингр. отделение, занимающееся исследованием постоянного магнитного поля Земли и магнитной картографией, а также Калининградская и Архангельская комплексные магнитоионосферные обсерватории. Ин-т располагает немагнитной шхуной "Заря", на к-рой проводятся исследования магнитного поля на акватории Мирового ок., вертикальное зондирование ионосферы и исследование космич. лучей. Ин-т принимает участие в исследованиях на антар-ктич. станциях. В ин-те созданы магнитометры, установленные на искусств. спутниках Земли, космич. ракетах и на станциях "Луна" и "Венера".
Результаты науч. работ публикуются в "Трудах ИЗМИРАН" (с 1936), в месячном обзоре "Космические данные" (с 1938), содержащем первичные материалы наблюдений, в "Месячном прогнозе распространения радиоволн" (с 1947), в журн. "Геомагнетизм и аэрономия" (с 1961). Лаборатория краткосрочных прогнозов ионосферы ежедневно делает сообщения по радио о состоянии ионосферы. Ленингр. отделение периодически составляет карты магнитного поля на поверхности Земли.
Лит.: Ляхов Б, М., Из истории ИЗМИРАНа, "Земля и Вселенная", 1969. № 6. Б. М. Ляхов.
ЗЕМНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, тепловое излучение земной поверхности. Т. к. земная поверхность имеет сравнительно низкую темп-ру, она излучает электромагнитные волны дл. от 3 до 80 мкм, относящиеся к инфракрасной, не воспринимаемой глазом, области спектра. За счёт собств. излучения земная поверхность теряет тепло, охлаждается. Поток собств. излучения земной поверхности направлен вверх и почти целиком поглощается атмосферой, нагревая её. В свою очередь атмосфера посылает к земной поверхности своё встречное излучение (противоизлучение атмосферы) примерно с теми же длинами волн, к-рое частично компенсирует потерю тепла земной поверхностью за счёт собств. излучения. Разность между собств. излучением земной поверхности и встречным излучением наз. эффективным излучением. В ясные ночи противоизлучение уменьшается и эффективное излучение увеличивается; поэтому земная поверхность сильно охлаждается, а от неё охлаждаются и нижние слои воздуха. При этом могут возникнуть туман или роса, а весной и осенью - заморозки. В облачные ночи, напротив, встречное излучение увеличено за счёт излучения облаков, а эффективное излучение и охлаждение земной поверхности уменьшено. Днём, кроме противоизлучения, земная поверхность получает ещё и солнечную радиацию. Вместе они в течение большей части дня (в тёплое время года в умеренных широтах) превосходят 3. и., и земная поверхность нагревается. 3. и.- один из важнейших факторов, определяющих тепловой режим земной поверхности и атмосферы.
Лит.: Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965.
ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ, геомагнетизм, магнитное поле Земли и околоземного космического пространства; раздел геофизики, изучающий распределение в пространстве и изменения во времени геомагнитного поля, а также связанные с ним геофизические процессы в Земле и верхней атмосфере.
В каждой точке пространства геомагнитное поле характеризуется вектором напряжённости Т, величина и направление к-рого определяются 3 составляющими X, Y, Z (северной, восточной и вертикальной) в прямоугольной системе координат (рис. 1) или 3 элементами 3. м.: горизонтальной составляющей напряжённости Н, склонением магнитным D (угол между Н и плоскостью географич. меридиана) и наклонением магнитным I (угол между Т и плоскостью горизонта).
3. м. обусловлен действием постоянных источников, расположенных внутри Земли и испытывающих лишь медленные вековые изменения (вариации), и внешних (переменных) источников, расположенных в магнитосфере Земли и ионосфере.
[925-15.jpg]
Соответственно различают основное (главное, ~99%) и переменное ( ~1 % ) геомагнитные поля.
Основное (постоянное) геомагнитное поле. Для изучения пространственного распределения основного геомагнитного поля измеренные в разных местах значения Н, D, I наносят на карты (магнитные карты) и соединяют линиями точки равных значений элементов.
[925-16.jpg]
Рис. 2. Карта полной напряжённости геомагнитного поля (в эрстедах) для эпохи 1965 г.; чёрные кружочки - магнитные полюсы (М. П.). На карте указаны мировыемагнитные аномалии: Бразильская (Б. А.) и Восточно-Сибирская (В.-С.А.).
Такие линии называют соответственно изодинамами, изогонами, изоклинами. Линия (изоклина) I = 0, т. е. магнитный экватор, не совпадает с географич. экватором. С увеличением широты значение I возрастает до 90° в магнитных полюсах. Полная напряжённость Т (рис. 2) от экватора к полюсу растёт с 33,4 до 55,7 а/м (от 0,42 до 0,70 э). Координаты сев. магнитного полюса на 1970: долгота 101,5° з. д., широта 75,7° с. ш.; юж. магнитного полюса: долгота 140,3° в. д., широта 65,5° ю. ш. Сложную картину распределения геомагнитного поля в первом приближении можно представить полем диполя (эксцентричного, со смещением от центра Земли приблизительно на 436 км) или однородного намагниченного шара, магнитный момент к-рого направлен под углом 11,5° к оси вращения Земли. Полюсы геомагнитные (полюсы однородно намагниченного шара) и полюсы магнитные задают соответственно систему геомагнитных координат (широта геомагнитная, меридиан геомагнитный, экватор геомагнитный) и магнитных координат (широта магнитная, меридиан магнитный). Отклонения действительного распределения геомагнитного поля от дипольного (нормального) называют магнитными аномалиями. В зависимости от интенсивности и величины занимаемой площади различают мировые аномалии глубинного происхождения, напр. Восточно-Сибирскую, Бразильскую и др., а также аномалии региональные и локальные. Последние могут быть вызваны, напр., неравномерным распределением в земной коре ферромагнитных минералов. Влияние мировых аномалий сказывается до высот ~0,5R3 над поверхностью Земли (R3 - радиус Земли). Осн. геомагнитное поле имеет дипольный характер до высот ~3R3.
Оно испытывает вековые вариации, неодинаковые на всём земном шаре. В местах наиболее интенсивного векового хода вариация достигают 150у в год (1у = 10-5 э). Наблюдается также систематич. дрейф магнитных аномалий к западу со скоростью ок. 0,2°в год и изменение величины и направления магнитного момента Земли со скоростью ~20у в год. Из-за вековых вариаций и недостаточной изученности геомагнитного поля на больших пространствах (океанах и полярных областях) возникает необходимость заново составлять магнитные карты. С этой целью проводятся мировые магнитные съёмки на суше, в океанах (на немагнитных судах), в воздушном пространстве (аэромагнитная съёмка) и в космич. пространстве (при помощи искусственных спутников Земли). Для измерений применяют: компас магнитный, теодолит магнитный, магнитные весы, инклинатор, магнитометр, аэромагнитометр и др. приборы. Изучение 3. м. и составление карт всех его элементов играет важную роль для морской и воздушной навигации, в геодезии, маркшейдерском деле.
Изучение геомагнитного поля прошлых эпох производится по остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм), а для историч. периода - по намагниченности изделий из обожжённой глины (кирпичи, керамич. посуда и т. д.). Палеомагнитные исследования показывают, что направление основного магнитного поля Земли в прошлом многократно изменялось на противоположное. Последнее такое изменение имело место ок. 0,7 млн. лет назад. Л. Д. Шевнин.
Происхождение основного геомагнитного поля. Для объяснения происхождения осн. геомагнитного поля выдвигалось много различных гипотез, в т. ч. даже гипотезы о существовании фундаментального закона природы, согласно к-рому всякое вращающееся тело обладает магнитным моментом. Делались попытки объяснить осн. геомагнитное поле присутствием ферромагнитных материалов в коре Земли или в её ядре; движением электрич. зарядов, к-рые, участвуя в суточном вращении Земли, создают электрич. ток; наличием в ядре Земли токов, вызываемых термоэлектродвижущей силой на границе ядра и мантии и т. д., и, наконец, действием т. наз. гидромагнитного динамо в жидком металлич. ядре Земли. Современные данные о вековых вариациях и многократных изменениях полярности геомагнитного поля удовлетворительно объясняются только гипотезой о гидромагнитном динамо (ГД). Согласно этой гипотезе, в электропроводящем жидком ядре Земли могут происходить достаточно сложные и интенсивные движения, приводящие к самовозбуждению магнитного поля, аналогично тому, как происходит генерация тока и магнитного поля в динамомашине с самовозбуждением. Действие ГД основано на электромагнитной индукции в движущейся среде, к-рая в своём движении пересекает силовые линии магнитного поля.
Исследования ГД опираются на магнитную гидродинамику. Если считать скорость движения вещества в жидком ядре Земли заданной, то можно доказать принципиальную возможность генерации магнитного поля при движениях различного вида, как стационарных, так и нестационарных, регулярных и турбулентных. Усреднённое магнитное поле в ядре можно представить в виде суммы двух составляющих - тороидального поля Bф и поля Вр, силовые линии к-рого лежат в меридиональных плоскостях (рис. 3). Силовые линии тороидального магнитного поля Вф замыкаются внутри земного ядра и не выходят наружу.
Согласно наиболее распространённой схеме земного ГД, поле Вф в сотни раз сильнее, чем проникающее из ядра наружу поле Вр, имеющее преимущественно дипольный вид. Неоднородное вращение электропроводящей жидкости в ядре Земли деформирует силовые линии поля Вр и образует из них силовые линии поля Вф. В свою очередь, поле Вр генерируется благодаря индукционному взаимодействию движущейся сложным образом проводящей жидкости с полем Вф. Для обеспечения генерации поля Вриз Вф движения жидкости не должны быть осесимметричными. В остальном, как показывает кинетическая теория ГД, движения могут быть весьма разнообразными. Движения проводящей жидкости создают в процессе генерации, кроме поля Вр также др. медленно изменяющиеся поля, к-рые, проникая из ядра наружу, вызывают вековые вариации основного геомагнитного поля.
Общая теория ГД, исследующая и генерацию поля, и "двигатель" земного ГД, т. е. происхождение движений, находится ещё в начальной стадии развития, и в ней ещё многое гипотетично. В качестве причин, вызывающих движения, выдвигаются архимедовы силы, обусловленные небольшими неоднородностями плотности в ядре, и Силы инерции.
[925-17.jpg]
Рис. 3. Схема магнитных полей в гидромагнитном динамо Земли: NS - ось вращения Земли: Вр- поле, близкое к полю диполя, направленного вдоль оси вращения Земли; Bф - тороидальное поле (порядка сотен гаусс), замыкающееся внутри земного ядра.
Первые могут быть связаны либо с выделением тепла в ядре и тепловым расширением жидкости (термическая конвекция), либо с неоднородностью состава ядра вследствие выделения примесей на его границах. Вторые могут вызываться ускорением, обусловленным прецессией земной оси. Близость геомагнитного поля к полю диполя с осью, почти параллельной оси вращения Земли, указывает на тесную связь между вращением Земли и происхождением 3. м. Вращение создаёт Кориолиса силу, к-рая может играть существенную роль в механизме ГД Земли. Зависимость величины геомагнитного поля от интенсивности движения вещества в земном ядре сложна и изучена ещё недостаточно. Согласно палеомагнитным исследованиям, величина геомагнитного поля испытывает колебания, но в среднем, по порядку величины, она сохраняется неизменной в течение длительного времени - порядка сотен млн. лет.
Функционирование ГД Земли связано со многими процессами в ядре и в мантии Земли, поэтому изучение основного геомагнитного поля и земного ГД является существенной частью всего комплекса геофизич. исследований внутреннего строения и развития Земли.
С. И. Брагинский.
Переменное геомагнитное поле. Измерения, выполненные на спутниках и ракетах, показали, что взаимодействие плазмы солнечного ветра с геомагнитным полем ведёт к нарушению дипольной структуры поля с расстояния ~3R3 от центра Земли. Солнечный ветер локализует геомагнитное поле в ограниченном объёме околоземного пространства - магнитосфере Земли, при этом на границе магнитосферы динамич. давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земли. Солнечный ветер сжимает земное магнитное поле с дневной стороны и уносит геомагнитные силовые линии полярных областей на ночную сторону, образуя вблизи плоскости эклиптики магнитный хвост Земли протяжённостью не менее 5 млн. км (см. рис. в статьях Земля и Магнитосфера Земли). Приблизительно дипольная область поля с замкнутыми силовыми линиями (внутренняя магнитосфера) является магнитной ловушкой заряженных частиц околоземной плазмы (см. Радиационные пояса Земли).
Обтекание магнитосферы плазмой солнечного ветра с переменной плотностью и скоростью заряженных частиц, а также прорыв частиц в магнитосферу приводят к изменению интенсивности систем электрич. токов в магнитосфере и ионосфере Земли. Токовые системы в свою очередь вызывают в околоземном космич. пространстве и на поверхности Земли колебания геомагнитного поля в широком диапазоне частот (от 10-5 до 102 гц) и амплитуд (от 10-3 до 10-7 э). Фотографич. регистрация непрерывных изменений геомагнитного поля осуществляется в магнитных обсерваториях при помощи магнитографов.
Рис. 4. Магнитограмма, на к-рой зафиксирована малая магнитная буря: Н0, D0, Z0 - начало отсчёта соответствующей составляющей земного магнетизма; стрелками показано направление отсчёта.
[925-18.jpg]
В спокойное время в низких и средних широтах наблюдаются периодич. солнечно-суточные и лунно-суточные вариации магнитные с амплитудами 30-70у и 1-5у соответственно. Другие наблюдаемые неправильные колебания поля различной формы и амплитуды называют магнитными возмущениями, среди к-рых выделяют неск. типов магнитных вариа |
