Магнетизм

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

№2. Задание 18

ID: 00003940

Земля обладает магнитным полем, обусловленным источниками, расположенными в глубинах земли.

Как узнать, были ли в далёкие прошлые Земли периоды, когда геомагнитное поле отличалось от нынешнего? Оказывается, следы есть: горные породы, содержащие железные сплавы, намагничиваются в период своего формирования под действием магнитного поля Земли и сохраняют приобретённую намагниченность в последующие эпохи. Величина и направление этой намагниченности соответствуют магнитному полю, существовавшему в данной точке земной поверхности при образовании породы, то есть миллионы и сотни миллионов лет назад.

Обыкновенная лава, вытекающая из вулкана при его извержении, всегда содержит некоторое количество сплавов железа. При остывании и кристаллизации лавы в неё как бы вмораживается множество железосодержащих кристалликов, превратившихся в миниатюрные магнитные стрелки, ориентированные вдоль силовых линий геомагнитного поля Земли.

Изучение лавовых напластований, проведённое в разных точках Земли, показывает, что за последние примерно 700 тыс. лет геомагнитное поле практически не изменялось. Но исследования более глубоких и, следовательно, древних слоёв показало, что лавовые напластования представляют собой настоящий слоёный пирог — за верхним слоем с «нормальными» силовыми линиями шёл слой с линиями «обратной» полярности, то есть такими, которые соответствуют геомагнитному полю с полюсами, поменявшимися местами. За последние 4 млн лет геомагнитное поле изменяло свою полярность не менее девяти раз!

В тексте говорится, что «за последние 4 млн лет геомагнитное поле изменяло свою полярность не менее девяти раз». Будет ли правильным утверждать, что полярность магнитного поля Земли меняется примерно каждые 440 тыс. лет? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

за последние

4 \cdot 10^6

лет полярность менялась не менее 9 раз; за последние 700 000 лет изменений не было.

Найти:

можно ли утверждать, что полярность меняется равномерно каждые 440 000 лет? ⠀

Решение:

Утверждение о периодичности в 440 000 лет строится на делении

4\,000\,000 / 9 \approx 444\,000

лет. Однако геологические данные показывают, что за последние 700 000 лет полярность ни разу не менялась. Это означает, что все 9 инверсий произошли в оставшиеся

\Delta t = 4\,000\,000 - 700\,000 = 3\,300\,000 \text{ лет}

Средний интервал между инверсиями в этот период:

\langle\tau\rangle = \frac{3\,300\,000}{9} \approx 366\,000 \text{ лет}

Таким образом, смены полярности происходят неравномерно: последние 700 000 лет — ни одной инверсии, тогда как в более ранние эпохи они были значительно чаще. Утверждать, что полярность меняется строго каждые 440 000 лет, нельзя — изменения носят нерегулярный характер.

Ответ

Нет. Деление 4 млн лет на 9 смен полярности (≈ 440 тыс. лет) даёт лишь средний интервал. По тексту за последние 700 тыс. лет полярность не менялась ни разу, то есть смены происходят нерегулярно, поэтому утверждать, что полярность меняется каждые 440 тыс. лет, нельзя.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнетизм» (8)