Библиотека

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АРХЕОМАГНИТНОГО ДАТИРОВАНИЯ

Т. Б. Нечаева

Возникновение науки о земном магнетизме можно связать с появлением в 1600 г. книги Дж. Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле», где были обобщены многочисленные наблюдения за элементами земного магнетизма. В 1839 г. появились классические работы Гаусса, которому удалось представить магнитный потенциал в любой точке земного шара как функцию широты и долготы, разложенную в бесконечный ряд по шаровым функциям. Позднее, когда появилась сеть магнитных обсерваторий и стали проводиться генеральные магнитные съемки больших территорий, представления о структуре магнитного поля Земли и его изменении во времени в значительной степени усложнились. В частности, были обнаружены вековые вариации поля.

Современная аппаратура позволяет регистрировать элементы земного магнетизма с большой точностью. Спутники, фиксирующие поле Земли на различных высотах, открыли новый этап в его изучении, дополнив наши знания, полученные с помощью наземных наблюдений.

Однако как бы ни совершенствовались современные методы регистрации магнитного поля Земли, они ничем не могут помочь в изучении динамики поля, его изменений во времени, так как период инструментального изучения поля (примерно 300 лет) ничтожно мал в сравнении со временем жизни планеты, а значит — и со временем существования ее магнитного поля. Восстановить же «историю жизни» магнитного поля, зная лишь очень короткий ее эпизод, — задача практически неразрешимая. К счастью, магнитное поло — единственное известное в физике поле, обладающее «памятью».

При извержении вулканов отпечаток магнитного поля Земли застывает в лавовых потоках в виде остаточной термонамагниченности, механизм которой в настоящее время хорошо изучен [1]. При образовании осадков в водоемах частицы породы выстраиваются таким образом, чтобы их магнитные моменты были ориентированы вдоль магнитного меридиана. Таким путем образуется детритная намагниченность [2].

Тот же механизм, который действует в остывающей лаве, приводит и к образованию остаточной намагниченности глины при искусственном обжиге. Поэтому еще с конца прошлого столетия геомагнитологов волновала проблема — как продлить натурный ряд изменений поля в прошлые эпохи, используя свойство магнитной памяти. Изучение остаточной намагниченности пород и искусственных обожженных глин привело к созданию двух близких отраслей геомагнитологии — палеомагнетизма и археомагнетизма.

Первые археомагнитные измерения были осуществлены Фольгерайтером на рубеже нашего века [3]. Объектами изучения были римские керамические сосуды, относящиеся к I тыс. до н. э. В 1925 г. Шевалье [41] использовал образцы из датированных лавовых потоков вулкана Этны для определения древнего поля.

Серьезный этап в археомагнитологии начался с работ Е. Телье и О. Телье, предложивших методику определения всех трех компонентов геомагнитного поля — склонения, наклонения и напряженности — путем сравнения поведения естественной и искусственной остаточной намагниченности при нагреве и охлаждении на одном и том же образце [1]. С тех пор археомагнитные исследования получили признание и были развернуты во многих странах — во Франции, в Англии, Японии, Чехословакии и Советском Союзе. В последние годы начаты работы такого профиля в США, Польше, Болгарии, Румынии.

Современная археомагнитология развивается по следующим основным направлениям: 1) методическое (разработка специальной аппаратуры и методики измерений); 2) собственно археомагнитное (построение кривых вековых вариаций геомагнитных параметров); 3) интерпретационное (аналитическое представление полученных данных); 4) прикладное (датирование).

Поскольку археомагнетизм является сравнительно новым направлением в науке, особое внимание уделяется вопросам методики.