ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2013, № 6, с. 148-150
УДК 550.383.3
СВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ЖИДКОМ ЯДРЕ ЗЕМЛИ И В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ, НА ПРИМЕРЕ ГЕОМАГНИТНОГО ЭКСКУРСА КАРГАПОЛОВО-ЛАШАМП
© 2013 г. Г. А. Поспелова
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 11.10.2012 г.
В статье приведены результаты исследований, свидетельствующие о возможном влиянии экскурсов геомагнитного поля на процессы в верхней мантии Земли.
БО1: 10.7868/80002333713060124
Важнейшим элементом тонкой структуры геомагнитного поля являются геомагнитные экскурсы, составляющие особый класс колебаний поля. На данном этапе исследований можно принять следующее определение геомагнитного экскурса:
геомагнитный экскурс — это "кратковременное" значительное изменение направления геомагнитного поля, вплоть до обратной полярности, продолжительность которого меньше, чем два-
три собственных периода колебания геомагнитного динамо.
В хроне Брюнес, продолжительность которого 780 тыс. лет, обнаружена серия геомагнитных экскурсов (рисунок) [Поспелова, 2007].
На рисунке видно, что все экскурсы происходили при пониженной напряженности геомагнитного поля [Поспелова, 2007]. В настоящей работе речь идет только о геомагнитном экскурсе
ГОЛОЦЕН
«
и
хн
рх
е
сч
й
и
а н д
м д е р С
о
и
и
«
м
ч
П
о
м
м Нижний
Тыс.
лет
100 200 300 400 500 600 700 800
5180(%с)
УЛБМ(1022 Лш2)
ЭКСКУРСЫ ХРОНА БРЮНЕС
Гетенбург Моно Каргаполово-Лашами
Блейк
Ямайка Бива-1
Днепр Бива-11
Бива-Ш Н. Коропец
Елунино-У — Эмперор
Елунино-У1
Елунино-УП — Лог Красный
Елунино-УШ
Матуяма/Брюнес
3
Сопоставление кривой изотопно-кислородных данных (1) [Поспелова, 2007] изменений палеонапряженности геомагнитного поля (2) [ВопИошше!;, ВаЪкт, 1967] и шкала экскурсов в неоплейстоцене (3) [Куликова, Поспелова, 1979].
СВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ЖИДКОМ ЯДРЕ ЗЕМЛИ
149
Каргаполово-Лашамп, происходившим всего 6 тыс. лет, с ~45 тыс. лет тому назад по ~39 тыс. лет тому назад. Этот экскурс, как и другие экскурсы в хроне Брюнес, представляет собой не региональное, а глобальное явление. Он изучен детально, как на лавовых породах, так и на осадочных континентальных лёссовых и покровных отложениях [Bonhommet, Babkin, 1967; Куликова, Поспелова, 1979]. По последним данным российских и иностранных ученых средний возраст экскурса равен ~42000 лет назад, что весьма важно для изучения его в отложениях верхнего палеолита.
Выполненные исследования и спектрально -временной анализ полученных данных по характеристикам поля во время геомагнитного экскурса Каргаполово-Лашамп и стационарного геомагнитного поля, записанные в разрезе шурфа Янгиюль (Узбекистан), установили, что периоды вековых вариаций палеонапряженности геомагнитного поля, и угловых элементов поля, не отличаются в течение экскурса и в период невозбужденного, стационарного состояния геомагнитного поля. Постоянными сохраняются и периоды колебаний магнитной восприимчивости пород, отражающая климатические изменения во время формирования пород, в намагниченности которых зафиксированы характеристики поля в этот период времени. Это позволило еще в 2000 году [Поспелова, Пилипенко, 2000] сделать уверенный вывод о том, что геомагнитный экскурс Кар-гаполово-Лашамп является неотъемлемой частью геомагнитного динамо и его возникновение заложено в основном процессе генерации динамо Земли. При этом экскурс Каргаполово-Лашамп, записанный в разрезе Каргаполово (Западная Сибирь) [Куликова, Поспелова, 1979] и в разрезе шурфе Янгиюль (Узбекистан) [Поспелова, Пилипенко, 2000], показал почти полное обращение геомагнитного поля. Этот экскурс наблюдался на фоне минимума напряженности геомагнитного поля, составляющего ~ 0.25—0.3 напряженности современного поля. Минимум напряженности геомагнитного поля прослежен также до экскурса в течение ~ 900 лет и после экскурса ~ 3000 лет. [Поспелова, Шаронова, 1999]. По палинологическим данным в начале и в период завершения экскурса происходило похолодание, а в период самого экскурса наблюдалось существенное потепление [Поспелова и др., 2000].
Вывод о том, что данный экскурс связан с изменением дипольного геомагнитного поля, подтвержден результатами большого количества исследований изверженных и осадочных пород на суше и акваториях и в настоящее время является общепризнанным [Treatise on Geophysics, 2007].
Весьма важным фактом, обнаруженным недавно с помощью рентгенофазового дифракционного анализа на установке ДРОН-3 и подтвер-
жденным с помощью метода инфракрасной спектроскопии, является присутствие вулканического пепла в породах начальной стадии экскурса Кар-гаполово-Лашамп и на завершающем его этапе. Пепел найден в разрезах палеолитических стоянок Костенки и Борщево-5 (Воронежская обл.), в отложениях пещеры Ахштырская (Западный Кавказ) и в отложениях пещеры Мезмайская (Северный Кавказ).
Самое крупное извержение в Европе за последние 100 тыс. лет произошло в районе Фле-грейских полей под Неаполем ~ 39 тыс. лет назад. Пепел этого извержения был принесен до берегов Волги [Лисицын, 2004]. Установлено, что экскурс Каргаполово-Лашамп прослежен в разрезах Костенки и Борщево-5 ниже линз вулканического пепла этого извержения [Поспелова, 2005].
При палеомагнитных исследованиях, проведенных в Ахштырской пещере, расположенной в Адлеровском районе в 15 км от берега Черного моря в слоях 4\2 и 3\2, в которых зафиксировано начало и завершение экскурса, Кулаковым С.А. и Кульковой М.А. также обнаружен вулканический пепел [Кулаков и др. 2009]. В слой 4\2 вулканический пепел принесен при сильном извержении вулкана Эльбрус на Северном Кавказе ~ 45 тыс. л. т. н., а в слой 3\2 — при сильном извержении вулкана Казбек ~39 тыс. л. т. н.
В отложениях Мезмайской пещеры (Северный Кавказ), расположенной на абсолютной высоте около 1310 м. Пещерная полость имеет высоту у входа до 9 м, ширину до 25 м, а глубину около 35 м. Относительная высота пещеры над руслом реки Сухой Курджипс около 150 м. Вулканический пепел установлен Поспеловой и Цельмовичем магнитными и микрозондовыми методами в двух слоях отложений; в слое 1D и 2 В-1. Микрозондо-вый анализ установил в этих слоях набор магнитных частиц с составами, которые характерны для вулканических пород, что косвенно подтверждает их пепловое происхождение [Поспелова и др., 2011]. Это подтвердили и археологи, обнаружив вулканический пепел именно в слоях 1D и 2B-1 [Golovanova et al., 2010]. Следует отметить, что важным стратиграфическим уровнем является слой 1D. Этот слой не содержит культурных остатков, т.е. Homo Sapiens в нем не жил. Интересно отметить, что в слое 1С, лежащим выше слоя 1D, установлены максимальные значения магнитной восприимчивости пород в разрезе. Это свидетельствует об активной деятельности Homo Sapiens после окончания геомагнитного экскурса [Поспелова и др., 2011]. Слой 1D образовался ~39 тыс. л. н. в период завершения геомагнитного экскурса, как и в отложениях Ахштырской пещеры, из пепла при сильном извержении вулкана Казбек на Северном Кавказе. В слой 2B-1 вулканический пепел принесен во время начала геомагнитного экскурса Кар-
150
ПОСПЕЛОВА
гаполово-Лашамп при сильном извержении вулкана Эльбрус 45 тыс. лет тому назад.
Таким образом, в отложениях палеолитических стоянок Костёнки и Борщёво-5 период завершения геомагнитного экскурса коррелирует с сильным извержением вулкана в Европе, а в двух отмеченных пещерах периоды начала и завершения геомагнитного экскурса Каргаполово-Ла-шамп коррелируют с сильными извержениями вулканов на Северном Кавказе.
Полученный материал свидетельствует о "связи" между процессами, происходящими в жидком ядре Земли, где возникает геомагнитный экскурс, и в верхней мантии (извержение вулканов). Одной из возможных причин такого "совпадения" может являться существенное изменение характеристик геомагнитного поля во время экскурса. В работе [Печерский и др., 2010] показано, как подобное изменение в ряде случаев может повлиять на климат Земли. Не исключено, что отмеченные авторами причины могут послужить и инициаторами извержения вулканов.
Безусловно, необходимы дальнейшие подтверждения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Кулаков С.А., Барышников Г.Ф., Кулькова М.А., Сапел-ко Т.В. Ахштырская пещерная стоянка — некоторые результаты исследований. Пятая Кубанская археологическая конференция Краснодар: изд-во Кубанского госуниверситета. 2009. С. 200—206. Куликова Л.С., Поспелова Г.А. Кратковременная инверсия геомагнитного поля 40 тысяч лет тому назад // Изв. АН. СССР. Сер. Физика Земли. 1979. № 6. С. 52-64. Лисицын С.Н. Хроностратиграфия стоянки Борщёво-5 по данным раскопок 2002-2003 гг. С. 66-75. Костёнки и ранняя пора верхнего палеолита Евразии: общее и локальное. Санкт- Петербург ИИМК РАН. 2004.
Печерский Д.М., Гурарий Г.З., Щербаков В.П. Геомагнитное поле и эволюция жизни на Земле // Земля и Вселенная. 2010. № 4. С. 50-60.
Поспелова Г.А. Глобальные колебания палеоклимата и характерные изменения главного геомагнитного поля в неоплейстоцене. Бюл. Московского общества испытателей природы, отдел геол. 2007. Т. 82. Вып. 4. С. 3-11.
Поспелова Г.А. Магнитные и палеомагнитные характеристики отложений Костёнковско-Борщёвского региона в контексте дискуссионной проблемы геомагнитного экскурса Каргаполово-Лашамп. Приложение 3. Палеолит Костёнковско-Борщёвского района в контексте верхнего палеолита Европы. Санкт-Петербург: ИИМК РАН. 2008. С. 276-278.
Поспелова Г.А., Голованова Л.В., Дороничев В.Б., Цель-мович В.А. Магнитные и минералогические характеристики пород палеолитической стоянки в Мезмайской пещере (Северный Кавказ) // Физика Земли. 2011. № 7. С. 86-96.
Поспелова Г.А., Левковская Г.М., Пилипенко О.В. Динамика напряженности геомагнитного поля и палеокли-мата 53-32 тыс. лет тому назад // Докл. РАН. 2000. Т. 375. № 1. С. 98-102.
Поспелова Г.А., Пилипенко О.В. Вековые вариации геомагнитного поля во время и вблизи экскурса, записанного в разрезе Янгиюль // Физика Земли. 2000. № 10. С. 57-65.
Поспелова Г.А., Шаронова З.В. Напряженность геомагнитного поля 53-22 тыс. лет тому назад // Физика Земли. 1999. № 9. С. 74-83.
Во
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.