Fråga:
Hur bestäms paleomagnetiska polariteter?
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I magnetostratigrafiska loggar särskiljs olika kroner med antingen normal eller omvänd polaritet, med den magnetiska nordpolen vid den geografiska nord- respektive sydpolen.

Hur och varför kan dessa polariteter bestämmas? Observera att jag inte är ute efter de kvantmekaniska orsakerna till magnetism, utan hur stenar lagrar den magnetiska orienteringen och hur denna information senare kan hämtas från berget.

Är dessa [polaritetskronor] (https://en.wikipedia.org/wiki/Polarity_chron)? (Inte mitt fält alls ...)
ja, de är, en kronan i allmänhet är ett stratigrafiskt tidsintervall mellan tydligt identifierbara händelser som polaritetsinversioner.
Två svar:
#1
+7
Pont
2014-04-17 12:10:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Detta är en stor fråga: den översätts i huvudsak till "hur gör vi paleomagnetism"? Jag kommer att försöka ge en kort översikt och länkar till mer detaljerade förklaringar. Jag kommer också att fokusera på "hur" och lämna "varför" till någon annan (kanske skulle det bäst delas upp i en separat fråga?). För att registrera det geomagnetiska fältet behöver du tre saker:

  1. Ett ferromagnetiskt mineral - det vill säga en som kan magnetiseras som en kompassnål.
  2. En situation där korn av detta mineral kan ha sin magnetisering i linje med jordens fält.
  3. En händelse som låser magnetiseringen på plats när den är inriktad.

Det finns ett överraskande antal sätt att (2) och (3) kan hända, men för det här svaret beskriver jag bara de två som brukar vara mest användbara: termisk remanentmagnetisering (TRM) och deponeringsmagnetisering (DRM).

Termisk restmagnetisering induceras när en sten svalnar från ett varmt (ofta smält) tillstånd. Här inträffar (2) eftersom magnetiseringen av ett mineral, över en viss temperatur som kallas blockeringstemperaturen, kan förändras fritt för att anpassa sig till jordens magnetfält. När berget svalnar blir det svårare för magnetiseringen att anpassa sig och så småningom låses det på plats.

Depositionsmagnetisering kvarstår i sediment och induceras när korn av ett magnetiskt mineral faller genom vattenpelaren och landa på havsbotten (eller sjöbotten). Medan de befinner sig i vattenpelaren är kornen fria att röra sig och anpassa sig till det geomagnetiska fältet. En gång på botten blir de gradvis begravda i fler lager av sediment och fixerar sin ursprungliga orientering.

I princip är det väldigt enkelt att återställa det inspelade fältet från en stenbit: du registrerar bergets orientering, skär eller borrar det från sin nuvarande situation och mäter dess magnetfält i en laboratoriemagnetometer. I en idealisk värld skulle fältet du mäter motsvara jordens magnetfält när berget bildades. I praktiken är det sällan så enkelt och du kan behöva använda värmebehandling eller demagnetisering med alternerande fält för att "avdraga" svagare magnetiseringar som har lagrats ovanpå den ursprungliga magnetiseringen genom åren.

Detta svaret är en grov förenkling och glansar över mycket teori, praktisk detalj och möjlig komplikation. För mer djup skulle jag rikta dig till två utmärkta läroböcker som (tack vare deras författares storsinnighet) är fritt tillgängliga online:

Tauxe, L., Banerjee, SK, Butler, RF och van der Voo , R. (2014). Essentials of Paleomagnetism , tredje webbutgåva. http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/Essentials/ (nås 2014-04-17)

Butler, R. F., (2004). Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes . elektronisk utgåva. http://www.geo.arizona.edu/Paleomag/book/ (nås 2014-04-17)

Tauxe et al. (2014) är nyare och mer omfattande; Butler (2004) är en elektronisk omtryck av en 1992-bok, men är fortfarande ett utmärkt introduktionsarbete och ger (enligt min mening) en lite mildare introduktion än Tauxe et al. (2014). (Medan många framsteg har gjorts sedan 1992, har grundteorin och teknikerna inte förändrats.)

Om du är intresserad av det smutsiga om hur teknikerna faktiskt tillämpas, kanske du vill titta på:

Richter, C., Acton, G., Endris, C. och Radsted, M. (2007). Handbok för paleomagnetister ombord . ODP Technical Note 34, Texas A&M University, College Station, Texas, USA: Ocean Drilling Program. http://www-odp.tamu.edu/publications/tnotes/tn34/TNOTE_34.PDF (nås 17-04-2014)

Jag tror att du svarade "varför" -frågan mycket bra, jag var inte ute efter de fysiska / kvantmekaniska orsakerna till magnetism i första hand, men varför stenar kan lagra magnetisk orientering som ett resultat. Redigerade min fråga för tydlighetens skull.
#2
+6
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det paleomagnetiska fältet registreras initialt av mineraler med en magnetisk dipol, som är uppradad med det omgivande magnetfältet så länge temperaturen är över den så kallade Curie-punkten. När dessa mineraler svalnar under denna temperatur fryses dipolen och fixeras tills mineralet åter utsätts för en högre temperatur. Olika mineraler har sin Curie-punkt vid olika temperaturer, så du hittar sällan en sten med en enda paleomagnetisk orientering.

För att senare mäta denna orientering borras oftast provkärnor från berget, med noggrann inspelning av originalet orientering av kärnan och analyseras i en magnetometer. Denna enhet är skyddad från de omgivande magnetiska fälten som alltid är starkare än den magnetiska dipolen som är lagrad i provet. Genom att antingen värma provet eller exponera det för ett elektromagnetiskt fält detekteras magnetfältet i provet.

När detta har bestämts måste man noggrant rekonstruera provets bleka orientering vid tidpunkten för magnetfältet. genom att rekonstruera provets tektoniska historia, som kan inkludera regional vikning eller felaktig eller rotation av plattor.

Ett par mindre korrigeringar: dipolen blir vanligtvis "fryst" inte vid Curie-punkten, men vid en lägre temperatur som kallas blockeringstemperaturen - [mer detaljer här] (http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/ Essentials / WebBook3ch7.html # x9-590007.4). Även om uppvärmning och alternerande fältbehandling är vanlig laboratoriepraxis används de inte för att detektera provets magnetisering, utan de används för att delvis demagnetisera ett prov innan mätning av återstående magnetisering i en magnetometer.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...