Магнитными измерениями уже давно пользовались для выявления характера распределения магнитных тел внутри коры на суше. В конце сороковых годов магнитометры стали применять на море. Магнитные измерения на море вначале производились с самолетов, однако вскоре магнитометры были приспособлены для буксирования судами [15]. Миллер и Юинг [34] сообщили о первом исследовании подводной горы (горы Карин близ восточного побережья США). Большая магнитная аномалия была обнаружена над гребнем Срединноатлантического хребта [12], а на западном крае Бермудского поднятия была отмечена отчетливая граница между областью спокойного магнитного поля и областью, характеризующейся значительными магнитными возмущениями [27]. Дрейк и др. [11] обнаружили крупные линейные магнитные аномалии близ восточного побережья Северной Америки. Накопление данных по палеомагнетизму позволило объяснить намагниченность подводных гор и аномалии, связанные со срединноокеаническими хребтами. Кроме того, была сделана попытка объяснить наличие границы между областями со спокойным и возмущенным магнитным полем [20]. Таким образом, исследования в области палеомагнетизма проливают свет на природу почти всех магнитных аномалий над глубоководными участками дна океана. По-видимому, магнитные аномалии, связанные с окраинами континентов, островными дугами и смежными морями, имеют различное происхождение. Магнитные характеристики этих морских областей изучались рядом авторов (см. ниже).
Срединноатлантический хребет
После открытия большой области линейных магнитных аномалий близ западного побережья Северной Америки [48, 32, 41] значительное внимание стали уделять изучению Срединноатлантического хребта. В 1963 г. Военно-морское океанографическое ведомство США, выполняя совместную программу исследований с Ламонтской геологической обсерваторией, произвело детальную аэромагнитную съемку в районе хребта Рейкьянес, который представляет собой часть Срединноатлантического хребта к юго-западу от Исландии. Было выявлено симметричное расположение магнитных аномалий относительно оси хребта [4, 17] (фиг. 1). Такая симметричная картина аномалии подтверждает гипотезу образования аномалий на хребтах, предложенную Вайном и Мэтьюзом [51]. Теория Вайна и Мэтьюза является развитием теории расширения дна океана, выдвинутой Хессом [16] и Дицеч [10], согласно которой новая кора образуется на гребне хребта и затем перемещается по обе стороны от него в горизонтальном направлении. Вайн и Мэтьюз предположили, что материал приобретает намагниченность, когда он находится на оси хребта, и что в нем, таким образом, отражается история изменений направления геомагнитного поля.
Тот факт, что магнитные характеристики центральной части хребта в Северной Атлантике сходны с магнитными характеристиками остальной части Срединноатлантического хребта, был подтвержден исследованием других магнитных профилей от 60° с. ш. до 42° ю. ш. [25, 19, 33]. Некоторые из этих исследований указывают на существование длинноволновой аксиальной магнитной аномалии, на которую накладываются магнитные аномалии с более короткими длинами волн. По-видимому, не на каждом профиле через хребет наблюдается вариация напряженности магнитного поля с большей длиной волны. При изучении этих длинноволновых (длина волны равна нескольким сотням километров) аномалий важную роль играет выбор регионального поля.
На основе интерпретации данных по магнитным аномалиям над Тихоокеанским антарктическим хребтом [40], указывающих на относительно быстрое движение дна океана в этой области, была построена шкала времени для инверсий геомагнитного поля за последние 10 млн. лет. Эта шкала'применялась затем при интерпретации распределения магнитных аномалий над хребтом Рейкьянес. Было показано, что полученные данные можно объяснить достаточно точно, если принять, что скорость расширения от оси хребта равна 1 см/год. Для значительной части Южной Атлантики [9] была получена скорость расширения, равная примерно 2 см/год, а исследования осевой зоны между 26 и 29° с. ш. дали скорость расширения около 1,25 см/год [39]. Многие авторы установили хорошую и даже превосходную линейность и симметрию в распределении магнитных аномалий, однако такая картина наблюдается не всегда. Фогт и Остенсо [52] в осевой зоне, расположенной близ 40° с. ш., рядом со срединной рифтовой долиной и областью, ранее изучавшейся Хиллом [21], обнаружили изолированное тело, различные стороны которого, по-видимому, характеризовались разной намагниченностью. Лонкарвик и др. [29] при съемке вблизи 45° с. ш. выявили в основном удлиненные магнитные тела и наблюдали три пары подводных гор, расположенных симметрично относительно оси хребта. Они рассмотрели возможность внедрения системы даек вблизи гребня, что могло бы объяснить наличие аномалий.
К другим исследованиям Срединноатлантического хребта и связанных с ним магнитных структур следует отнести работы Кинга и др. [26] и Эйвери и др. [2] (см. фиг. 2) для части Норвежского моря, Краузе [28] для области Азорских островов, а также работу Иванова [24] по изучению глубины захоронения. Мэтьюз [33] составил обзор работ, посвященных магнитным аномалиям и срединноокеаническим хребтам. Ряд широтных магнитных пересечений Северной Атлантики был выполнен в соответствии с Объединенным проектом Англии и Голландии [50]. Морская геофизическая служба Военно-морского океанографического ведомства США произвела съемки четырех больших областей в Северной Атлантике. В первом докладе по этому проекту указывается, что область между 25 и 44° с. ш. и 51 и 77° з. д. можно разделить на три магнитные провинции [49].
Окраины континентов и островные дуги
Окраины континентов, окаймляющих Атлантику, также находятся в центре внимания исследователей. Восточный шельф США покрыт частой сеткой магнитной съемки, произведенной Военно-морским океанографическим ведомством США. К этой области примыкают съемки района, расположенного к северу от северных Карибских островов [47]. Съемка большей части Большой Ньюфаундлендской банки и других морских областей вблизи Канады была проведена правительством Канады, Бедфордским институтом и Далхузским университетом. Шельфы Англии и Франции изучены при континентальных аэромагнитных съемках этих стран, а Имперский колледж и Кембриджский университет завершили магнитные съемки соседних областей [42, 21, 1]. Около Иберийского полуострова была исследована группа немагнитных подводных гор [6]. В южном полушарии магнитные съемки проведены близ западного (Ван Вейк, личное сообщение) и южного [35] побережий Южной Африки и вблизи побережья Аргентины [8].
Смежные моря
В настоящее время произведена съемка всех основных морей, сообщающихся с Атлантическим океаном. Гриффитс и др. [14] сообщили данные о дуге Скоша; Петер [38] — о проливе Дрейка; Хейрцлер и др. [18] и Гоф [13] — о Мексиканском заливе; Худ и Гоцби [23] — о море Лабрадор (хотя в настоящее время мы располагаем значительно большим количеством данных об этой области [3, 31]) и о Гудзоновом заливе [5J. Данные аэромагнитной съемки позволили составить магнитную карту Северного моря [36]. Изучены большая часть Балтийского моря и Ботнический залив [43]. Магнитные карты почти всего Норвежского и Средиземного морей составлены Военно-морским океанографическим ведомством США.
Около 100 отдельных магнитных профилей, пересекающих Атлантический океан, были сняты с помощью различных судов. На фиг. 3 показаны области, для которых определена полная напряженность магнитного поля и которые можно проанализировать с целью выявления магнитных аномалий.
Результаты
Путем экстраполяции возраста известных изменений направления геомагнитного поля на обратное и расстояния соответствующей аномалии от оси срединноокеанического хребта была произведена корреляция магнитных аномалий над участками глубоководного дна океана с определенными изменениями геомагнитной полярности. Интерпретация магнитных данных, полученных в Атлантическом океане, позволила сделать следующие выводы относительно истории этого океана. Континенты Северной Америки и Европы, по мнению сторонников теории дрейфа континентов, разделились около 200—300 млн. лет назад и стали удаляться друг от друга со скоростью от 1,0 до 1,5 см/год в обе стороны от Срединноатлантического хребта. За некоторое время до 70 млн. лет назад северное окончание Средииноатлантического хребта проходило между Северной Америкой и Европой. Около 60—70 млн. лет назад северное окончание Срединноатлантического хребта изменило свое направление; сместившись к востоку, оно пересекло часть Европейского блока. При этом кусок Европейского блока оторвался и стал двигаться к западу. Этот обломок впоследствии был назван Гренландией. Данные, полученные в Южной Атлантике, указывают, что Южная Америка и Африка, вероятно, представляли собой единое целое в период, предшествующий 150—200 млн. лет назад, а затем начали двигаться в разные стороны со скоростью от 1,5 до 2,2 см/год. Магнитные данные, полученные в Южной Атлантике, подтверждают теорию континентального дрейфа, к сторонникам которой относятся исследователи направлений палеомагнитного поля.