Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус

нашей планеты. Земля, подобно Марсу, останется без регулярного, дипольного магнитного поля, без надежной «шатровой» крыши из магнитных силовых линий, которые удерживают на безопасном расстоянии мириады заряженных частиц, выброшенных Солнцем.

Даже если В. Ситон и С. Малин, американские геофизики, ошиблись в сроках, то в принципе сомневаться в их предсказании не приходится. Наука о магнетизме Земли твердо доказала: магнитное динамо, спрятанное в ядре планеты, вело себя на протяжении миллионов лет очень прихотливо. Подчиняясь еще не ясным закономерностям, многие показатели геомагнитного поля меняются в широких пределах.

Еще Колумб заметил, что стрелка его компаса где-то посреди Атлантического океана перестала показывать на Полярную звезду, а отклонялась на 12 градусов к западу. Так было открыто склонение, одна из составляющих магнитного поля Земли: оно измеряется углом между направлениями на географический и магнитный полюсы.

Таблицы поправок на склонение (моряки давно уже составляли их, чтобы иметь возможность определять по компасу истинный полюс) все время приходилось уточнять: склонение непрерывно менялось. Это означает, что магнитный полюс движется относительно географического (который тоже движется, но гораздо медленней). .

Через 18 лет после плавания Колумба была открыта еще одна составляющая - наклонение магнитного поля: угол между горизонталью и свободно подвешенной намагниченной стрелкой. Позже заметили, что и эта величина не остается со временем постоянной.

Ослабление третьей составляющей - силы магнитного поля тоже было замечено давно. Если принять магнитный момент Земли в 1937 году за единицу, то в 1830 году он был равен 1,061, а сейчас магнитный момент заметно меньше единицы.

Все эти вещи были известны давно, но они мало что говорили ученым: слишком мал был срок наблюдений. Общая вековая и многовековая закономерность не улавливалась.

То же самое было бы и сейчас, если бы не родились несколько десятилетий назад и не расцвели бурно архео- и палеомагнитный методы исследования. Именно они дали геомагнитным исследованиям историческую перспективу.

О чем думает геофизик, глядя на древние черепки

Он думает о том, как мало в принципе изменилась за тысячелетия технология обжига керамики и как это, в сущности, хорошо. Кирпичи и сейчас, и в Древнем Урарту принимали горячее крещение, стоя на длинном ребре. Значит, известно, в каком они были положении относительно вертикали в тот момент, когда температура остывающей глины проходила «точку Кюри», рубеж в 600 градусов Цельсия. Именно в этой точке кирпич намагничивается (слабо, но приборы это обнаружат) под действием земного магнитного поля. Он как бы сохраняет навеки отпечаток современного ему поля. И если археолог может точно датировать кирпич, то археомагнитолог определит сразу две составляющие древнего поля -  его напряженность и наклонение в этом месте. Наклонение (угол по отношению к вертикали)- это как раз благодаря «консерватизму» кирпичного дела.

Если посчастливится найти древнюю печь, в которой обжигались кирпичи, или даже обычную печь, то можно определить и склонение, третью составляющую древнего поля в этой точке Земли. Ведь печь никто не сдвигал с места и она сохранила то положение относительно стран света, которое имела, когда остывала в последний раз.

Поразительная по своей стройности картина открылась перед российским археомагнитологом С. Бурлацкой, работавшей на древних кавказских поселениях. В какой-то момент после кропотливых многолетних измерений у нее набралось достаточно данных, чтобы прочертить кривые, уходящие в минувшие тысячелетия. На графике она увидела почти правильные синусоиды!

Величина наклонения магнитной стрелки сильно колебалась. В III веке нашей эры свободно подвешенная стрелка компаса установилась бы здесь, на Кавказе, почти горизонтально, под углом всего в 20 градусов. Через 500 лет она глядела бы своим северным концом под ноги, установившись под углом в 65 градусов. Полный период этих изменений составляет в среднем тысячу лет. Похожий период (только сдвинутый на фазу)- у векового хода магнитного склонения.

В основе обеих кривых одно явление: прецессия, обращение магнитного полюса Земли вокруг ее географического полюса. Японский геофизик Ватанабе установил, что какое бы положение магнитный полюс ни занимал (обращаясь вокруг географического, он может еще колебаться по долготе, с 2001 года он движется из территориальных ледовитых вод Канады к берегам России с небывалой скоростью 40 километров в год), среднее его положение за достаточно большой срок (скажем, за 10 тысяч лет)- это географический полюс. Причина - магнитное поле Земли обязано своим существованием вращению планеты. Поэтому географический и магнитный полюсы - родственники. Они всегда будут близки, хотя почти никогда не совпадают друг с другом точно.

Напряженность магнитного поля меняется более плавно и совершенно независимо от наклонения или склонения. На фоне четырех или пяти периодов «хода» наклонения за последние 50 веков С. Бурлацкая проследила только один гигантский «горб» подъема и падения силы земного магнита.

В XXXV веке до нашей эры напряженность земного поля была даже меньше современной: 0,4- 0,5 от уровня 1937 года. Она достигла потолка на пороге новой эры (около 1,5). С тех пор она уменьшилась больше чем в 1,5 раза. Чем закончится этот процесс? Новым подъемом или падением до нуля? Археомагнитные данные и не могут сказать об этом. Археологические находки исчезают из слоев земных прежде, чем здесь можно уловить закономерность.

Да и не в том главная ценность археомагнетизма. Он оказался хорошим союзником археологов. Ритмы земного магнетизма помогают им раскрывать тайны человеческой истории.

Образец из Дманиси

Помимо черепков, датировать которые археолог может, он -  гораздо чаще -  имеет дело с находками, происхождение которых непонятно. Дату их постройки, изготовления еще только предстоит определить. Хорошо, если есть в этих находках угольки, деревянные части - помогает радиоуглеродный анализ. Ну а если нет? Не может ли «застывшее» в кирпиче древнее магнитное поле назвать правильную дату?

Кусочек керамики из Дманиси сохранил в себе современное ему геомагнитное поле. По двум характеристикам этого поля (напряженность и наклонение) можно довольно точно определить дату обжига

Вот перед нами две кривые - одна под другой, в одном временном масштабе. Это все те же синусоиды многовековых изменений наклонения на Кавказе и «горб» падения и подъема силы земного магнита. Кривые, установленные по уже датированным образцам. Где на этих кривых поместить исследуемый образец -  кубик с ребром 24 миллиметра, вырезанный из древнего кирпича? Допустим, его остаточная, древняя намагниченность имеет такие данные: наклонение -  52 градуса 57 минут, напряженность 1,33. Тогда горизонталь на графике наклонений пересечет кривую в нескольких местах -  VII, XI, XIV века. Выбрать одну из этих дат поможет величина напряженности древнего поля. Отметка 1,33 на нижней кривой расположится как