20世纪地磁场的剧烈变化

分析了１９００￣２０００年１００年间地磁场的变化。结果表明,１００年来地磁场的偶极矩减小了６．５％,而四极子和八极子的强度分别增加了９５％和７４％,全球４块大尺度地磁异常的强度在１００年间增加了２１％￣５６％。与此同时,磁心位置向太平洋方向快速移动了２００ｋｍ,这些事实表明,１９００年以来,地磁场整体快速减弱,地磁场的非偶极性和东西半球的不对称性大大加强,这些变化与地磁场极性倒转发生前的特征相类似     

中国东部考古磁学强度结果揭示全新世地磁场极端事件

正地磁场起源于地球外核流体运动,携带了地球内部的重要信息,是认识地球深部过程的窗口.同时地磁场又是地球最重要的物理场之一,保护地球免受过多宇宙射线的干扰,地磁场的变化可能与宇宙射线通量、气候变化等存在某种相关性.研究地磁场的演化历史对探索地球内部动力机制、认识地球生存环境具有重要的指导意义.考古磁学主要对遗址出土的高温烘烤过的遗存进行磁学研究,从而获得全新世以来地磁场方向和强度百年或千年尺度的精细变化信息,在完善地磁场模型、探索地球动力学过程、考古遗址定年和探讨人类活动与地球环境变化相关性等     

地磁场与动物感磁

地球上生物的起源和演化都在地球磁场的重要保护中进行.在长期的演化过程中,动物具有了感磁能力以适应地磁场环境,从而帮助动物能够更好地完成其生理活动.揭示地磁场变化与生物圈演化之间的联系,理解现在、过去和未来地磁场变化的生物学效应是生物地磁学研究的主要目标.已有研究发现,许多动物可利用地磁场信息进行定向和导航;地磁场是维持地球生物正常的生理活动和生长发育必不可少的环境因子.本文围绕地磁场与动物地磁导航以及地磁场减弱对动物的可能影响两个方面进行评述.主要阐述动物地磁导航研究在行为学、神经生理学、生物磁学等方面的进展和有关动物感磁机理的3种假说:电磁感应假说、基于磁铁矿感磁假说和基于自由基感磁假说.讨论地磁场变化(磁场强度降低)引起动物生理活动和生长发育异常等多方面的生物学效应,并提出磁场变化引起生物学效应的3种可能途径:磁性金属途径、自由基途径和骨架蛋白途径.细胞内的磁性物质、自由基产物或骨架蛋白可能是动物响应磁场的中介物,它们引起生物体不同水平上的效应.随着现代多学科交叉融合和新实验技术的应用,可以预见在不久的将来人们可以更加准确地在分子水平上解析出动物响应地磁场变化的作用机理.     

泥河湾盆地0.8 Ma以来的地磁场相对强度记录

对泥河湾井儿洼钻孔上部80 m沉积层进行了较详细的岩石磁学研究, 结果表明, 井儿洼钻孔沉积物符合地磁场相对强度研究, 并可用非磁滞剩磁(ARM)作为天然剩磁(NRM)的归一化参数. 井儿洼钻孔上部80 m沉积记录的地磁场相对强度与海洋沉积物0.8 Ma以来的地磁场相对强度记录较为一致, B/M界限位于钻孔77 m处. 说明这种沉积记录是可靠的, 反映了地磁场变化的真实记录, 可以作为区域性地层划分与对比的依据.     

我国初唐时期(公元642年前后)西藏拉萨大昭寺古砖的考古地磁学研究

古地磁学的研究成果为大陆漂移说的复活以及板块构造说的创建发挥了积极作用.此外,追溯人类历史时期和史前时期的地磁场强度及方向的变化特征,是古地磁学的一门分支——考古地磁学研究的主要任务,它对认识地磁场的演化特点、解答地磁场起源问题,以及考古学诸方面的研究,有着相当重要的意义.本文简要报道我们实验室于1975年对拉萨大昭寺古砖的测定结果,提供考古地磁学的一些实际资料.     

地磁倒转的原因是什么?

地磁倒转是地球演化史上的全球性重大事件.由于对地球内部物质和运动的认识不足,目前我们尚不清楚地磁倒转的确切原因.不过,相关研究也取得了明显的进展,现在已经知道地磁场是由地球外核的磁流体发电机过程所产生,数值模拟和实验已能再现一个与地磁场时空特征相似的磁场,并从中发现了磁场的自发倒转现象.由于数值模拟和实验的近似程度远未达到地球的真实情况,地磁倒转的自发性目前还不能予以确认.近年来的研究发现,虽然地磁场起源于地球外核,但其他圈层的物性参数分布和运动,如下地幔和地核的电导率分布、地幔对流、板块运动、内核生长等因素都影响或控制着地磁倒转的过程和频率,这些外部因素是否是引起地磁倒转的原因需要进一步的研究.本文简要介绍了地磁场的时空特征和形成机制,评述了地磁倒转的研究进展,并指出在深入探知地球内部信息的基础上,将地球各圈层的相互作用等因素进行统一考虑,构建综合性模型,是未来地磁场及其倒转机制研究的方向.     

核-幔差异运动与地磁场倒转

关于基本地磁场的成因,通常认为地球内部发电机模型较合理。但在流体外地核运动的能源问题上存在不同意见,对地磁场倒转现象还没有满意的解释。本文认为地球自转变化引起的核-幔差异运动是地球基本地磁场赖以产生的动力来源,从而解释了地磁场的倒转现象。     

更新世大同火山群地磁场古强度的测定

大同火山群是分布在大同市以东的晚新生代火山喷发的产物,它与黄土和泥河湾层有着密切的地层学关系。因此,大同火山群的地磁场古强度研究不仅有助于全面地认识地磁场演化历史,还有助于理解大同火山群的形成及其先后顺序,进而为第四纪地质环境和地质年代学     

混沌引起北极光

根据苏塞克斯大学的研究人员的意见,混沌理论可以解释地磁场中极光和其它振动的突然出现。他们已经知道陷入地磁场中的单个质子和电子在几分钟内就可转换成混沌运动。这一时间尺度与卫星对地球附近带电粒子的观测是一致的。极光的能源是电离的粒子,主要是质子和电子,它们形成太阳风,从太阳吹过行星。地磁场使太阳风的风向发生偏斜,从而使地球被封闭在磁层之中。在顺风的一面,太阳风吹离磁层使之形成长长的磁尾。     

白垩纪超静磁带期间一个短极性事件ISEA: 40Ar/39Ar定年和古地磁结果

为进一步确定白垩纪超静磁带(CNS)期间短极性事件ISEA的年代, 对辽宁北票三宝营采石场白垩纪火山岩进行了较为详细的岩石磁学和古地磁研究以及⁴⁰Ar/³⁹Ar定年. 岩石磁学实验表明三宝营火山岩的载磁矿物以似单畴的贫钛的磁铁矿为主; 系统热退磁结果表明, 在400℃/450℃之后可分离出特征剩磁分量, 且记录了反极性的古地磁场. ⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果表明, 三宝营火山岩的喷发年龄为116.0±0.3 Ma. 综合古地磁与⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果可知, 上述火山熔岩流记录的反极性地磁事件对应于白垩纪超静磁带期间的ISEA. 对白垩纪超静磁带期间短极性事件ISEA发生时间的确定, 为研究白垩纪全球地质事件的发生与地球内部动力学过程的相关性提供了年代学依据.     

地磁扰动对婴儿出生的影响

我们生活在一个地磁场不断变化的地球环境中,磁场的变化对人体和一切生物都有直接作用,在剧烈的地磁扰动伴随着太阳活动高峰即将到来之际,了解地磁扰动对婴儿有何影响很有必要.统计分析显示地磁扰动对婴儿出生有明显的影响地磁场强度增大或者地磁场强度的变化率增大时,婴儿出生率都显著增加;磁暴对婴儿出生有加速作用.另外,初步调查研究看出,太阳活动高峰年,也即是地磁活跃年,出生儿死亡率有上升趋势.     

黄土高原东南部宋家店黄土剖面L9中地磁记录异常

对黄土高原东南部三门峡地区宋家店黄土剖面L8～S12段详细的磁性地层学和岩石磁学研究表明:Matuyama/Brunhes(M/B)界线位于L8黄土层的底部,Jaramillo极性亚时的顶、底界线分别位于L10的中部和L12的底部.黄土和古土壤地层的磁组构保持了原生沉积组构的特点,所记录的剩磁没有遭受到明显的后期扰动.在L9黄土层中记录了2次地磁场异常,认为由重磁化的可能性较小,而磁极性漂移事件的解释更为合理.推算它们的年龄分别与Kamikatsura(0.886Ma)和Santa Rosa(0.922Ma)地磁漂移事件接近,相对古强度研究结果显示,上述地磁漂移事件期间地球磁场强度减弱.     

黄土高原东南部宋家店黄土剖面L9中地磁记录异常

对黄土高原东南部三门峡地区宋家店黄土剖面L8～S12段详细的磁性地层学和岩石磁学研究表明: Matuyama/Brunhes (M/B)界线位于L8黄土层的底部, Jaramillo极性亚时的顶、底界线分别位于L10的中部和L12 的底部. 黄土和古土壤地层的磁组构保持了原生沉积组构的特点, 所记录的剩磁没有遭受到明显的后期扰动. 在L9黄土层中记录了2次地磁场异常, 认为由重磁化的可能性较小, 而磁极性漂移事件的解释更为合理. 推算它们的年龄分别与Kamikatsura(0.886 Ma)和Santa Rosa(0.922 Ma)地磁漂移事件接近, 相对古强度研究结果显示, 上述地磁漂移事件期间地球磁场强度减弱.     

磁导航——引人注意的可能性

早在十多年前,科学家们就已经知道,信鸽、候鸟,蜜蜂以及其它一些种类的生物,在它们迁徙过程中总能以某种方法来感应地磁场而辩别方向。板思亚纲鱼类,如鲨鱼,鳗也都能够通过由自己所产生的电场与地磁场的感应效应来感知地球磁场。新的发现表明,人类也属于具有磁性中枢的多种不同物种之列,这种磁性中枢能使生物在地磁场     

指南针还会指向南方吗?

地磁场既保卫着地球 ,还庇护着它上面的生物 ,而地磁场的崩溃瓦解似乎早在150年前就开始了。事实上 ,磁场的强度已经减弱了10 %～15 % ,这一现象加剧了近来持续升温的争论———磁场的减弱是否预示着一直以来覆盖了整个地球的磁力线的消失。地磁场逆转在磁场逆转的过程中 ,地球     

无机盐离子对石英表面油-水润湿性的影响

油藏岩石表面油-水润湿性对原油的开采具有重要影响,润湿性向亲水转变被认为是低矿化度水驱技术的主要机制,但是低矿化度水注入后岩石表面发生润湿性转变的微观机理目前依然存在很多争议.本研究针对极性分子在岩石表面的极性吸附,研究水中无机盐离子对石英表面润湿性的影响及其作用机理.研究发现,相同浓度下,NaCl溶液和KCl溶液的接触角基本相同;在浓度较低时, CaCl_2溶液使三相接触角降低的幅度比NaCl溶液更大,Na_2SO_4溶液比NaCl溶液效果更明显;在较高浓度下, Na_2SO_4溶液的接触角与NaCl溶液相似.当离子浓度大到一定程度时,不同溶液的接触角都趋于15°左右,离子使吸附的极性分子基本都脱附,导致石英表面润湿性向亲水转变.基于石英粉末的Zeta电位测量和石英片表面的原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)粗糙度分析,提出了两种机理解释:(1)癸烷中的十八胺在油水界面质子化带正电,与水中阴离子相互吸引,降低了油水界面张力;(2)水中的阳离子在带负电的石英表面吸附,使石英片表面负电性减弱,并置换了部分石英表面吸附的十八胺分子,使石英表面亲油性减弱.     

电离层二阶项延迟对GPS定位影响的分析模型与方法

基于消除电离层一阶项延迟影响后的载波相位Lc线性组合观测量, 建立了电离层二阶项延迟对GPS定位结果影响的定量分析模型. 在此基础上, 利用国际GNSS服务组织WUHN跟踪站连续15 d的观测数据, 分析发现电离层二阶项延迟引起其定位结果规律性向南偏移的现象; 结合武汉地区上空地磁场分布对电离层二阶项延迟的影响规律, 研究表明地磁场是造成电离层二阶项延迟对该区域定位结果产生规律性向南偏移的主要原因之一.     

鸽子有磁铁

许多家鸽有识家认路的能力,以往只知道它能感知地磁场,至于鸽子是怎样感觉出地磁场的,则仍不清楚.推测生物体检测磁场的方向,可能有三种方法.第一种是测量导体在一个磁场中运动产生的电场,第二种可能是使用永久磁铁,也许是测量当它们扭转到与地磁场方向一致时产生的转矩,如蜜蜂及许多泥土中细菌确实有这种微小的单位磁铁;第三种方式是感觉顺磁场的作用,这是由许多物质当与外界磁场不一致时,它们的不成对电子自旋暂时产生的.     

纳米相铁电钛酸铅超微粉的相变

随着光电子学的发展,纳米材料正起着越来越重要的作用.近来的理论研究表明,纳米尺寸的半导体微晶具有较高的三阶非线性极化率和快速响应速度.因此,纳米材料的研究十分活跃.但由于多元化学组成和很高的结晶温度,采用普通的工艺以及气相冷凝的方法难于得到纳米尺寸的铁电粒子.然而,体材料中纳米相的研究可以追溯到50年代,Kanzig在纯净的BaTiO_3中观察到了环境温度高于Curie温度时存在着尺寸为10～100nm的极性微区.这种极性微区现在称为Kanzig微区.后来,扩散相变的研究、微畴-宏畴转变的研究等都采用了这一概念.     

螃蟹为何横着行走

世界上的螃蟹,除了一两种特殊的品种之外,几乎都是横着走路的,这是为什么呢?有人说是因为地磁场的多次倒转,螃蟹以不变应万变,干脆横行了.可螃蟹行走并无一定方向,更无关东南西北,横行抑或纵行又与地磁场何干?显然是牵强附会,不能服人.