Paleomagnetisme

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca

El paleomagnetisme és una disciplina, que forma part de la geofísica , que estudia les propietats magnètiques de les roques i els sediments i les característiques del camp geomagnètic del passat, tant en termes de direcció com d’intensitat.

De fet, les roques i els sediments contenen petites quantitats de minerals ferromagnètics que, després del refredament del magma (quan la temperatura baixa per sota del punt de Curie ) o durant la diagenesi del sediment , s’organitzen estadísticament segons les línies de flux de la magnètica terrestre. camp present en aquell moment. Datant la roca i estudiant la direcció de la magnetització dels minerals magnètics, és possible, doncs, rastrejar la intensitat i la direcció del camp magnètic terrestre present en el moment de la formació de la mateixa roca. Les inversions de polaritat del camp magnètic del nostre planeta, documentades per l’estat d’imantació assumit per les roques ígnies ( basalts ) del fons oceànic (bandes d’imantació normals / inverses especulars respecte a les dorsals oceàniques ), van proporcionar així una de les primeres proves per donar suport a la teoria de l'expansió del fons oceànic i la tectònica de plaques .

Imantació residual

Inversions de polaritat del camp magnètic terrestre durant els darrers 5 milions d’anys. Les bandes fosques representen la polaritat normal, és a dir, corresponent a l'actual; les zones més clares en canvi indiquen la polaritat contrària.

L'estudi del paleomagnetisme és possible perquè els minerals que contenen ferro, com la magnetita, són capaços de registrar la direcció del camp magnètic terrestre en el moment de la seva deposició. Els mecanismes pels quals les roques registren l’empremta digital magnètica són de diversos tipus.

Imantació termoresidual

Els minerals que contenen òxids de ferro / titani en basalt i altres roques ígnies són capaços de preservar la direcció del camp magnètic terrestre a mesura que la roca es refreda per sota del punt Curie dels minerals. La temperatura Curie de la magnetita , que és un òxid de ferro, se situa al voltant dels 580 ° C, mentre que la majoria de basalts i gabres ja estan completament cristal·litzats a temperatures inferiors a 900 ° C. Per tant, els grànuls minerals no són capaços de girar físicament per alinear-se amb el camp magnètic terrestre, sinó que fixen l’orientació del mateix camp en el moment de la formació. Aquesta empremta s’anomena magnetització termo-residual (TRM).

No obstant això, atès que es poden produir reaccions d’oxidació complexes durant la fase de refredament després de la cristal·lització de la roca, l’orientació del camp magnètic terrestre no sempre es registra amb precisió o no es manté al llarg del temps. Tanmateix, aquesta empremta s’ha mantingut amb la suficient precisió als basalts de l’escorça oceànica, de manera que ha estat un element fonamental en el desenvolupament de les teories de l’expansió del fons oceànic dins de la tectònica de plaques .

El TRM també es pot detectar en plats de ceràmica antiga, forns i elements d’edificis cremats pel foc. La disciplina que estudia la magnetització residual de calor en material arqueològic s’anomena datació arqueomagnètica . [1]

Imantació detrítica residual

En un procés totalment diferent, els grans magnètics dels sediments poden alinear-se amb el camp magnètic durant o immediatament després de la deposició; aquest cas s’anomena magnetització residual detrítica (DRM). Més detalladament, si la magnetització s’adquireix quan es dipositen els grànuls, el resultat és una magnetització detrítica deposicional residual (dDRM); si, en canvi, s’adquireix immediatament després de la deposició, es tracta d’una magnetització detrítica residual postposicional (pDRM). [2]

Imantació residual química

En un tercer procés, l'acreció dels grànuls magnètics es deu a reaccions químiques i els grànuls registren la direcció del camp magnètic en el moment de la seva formació. En aquest cas, el camp magnètic es va registrar mitjançant una magnetització química residual (CRM). Una forma comuna d’imantació residual química és l’ hematita , un altre òxid de ferro. L’hematita es forma per reaccions d’oxidació d’altres minerals presents a la roca, inclosa la magnetita. Les roques sedimentàries clàstiques de llit vermell (com el gres ) són vermelles a causa de l’hematita que es va formar durant la diagenesi sedimentària. Les petjades de CRM en llits vermells poden ser de gran utilitat i són un objectiu típic dels estudis de magnetostratigrafia . [3]

Imantació isotèrmica residual

La remanència que s’adquireix a una temperatura fixa s’anomena magnetització residual isotèrmica (RM). Un romanent d’aquest tipus no és útil per al paleomagnetisme, però es pot adquirir amb l’efecte del llamp. Aquest tipus de magnetisme induït pels llamps es distingeix per la seva alta intensitat i el ràpid canvi de direcció en una escala d’uns pocs centímetres. [4] [5] La ressonància magnètica també pot ser induïda durant la perforació del nucli pel camp magnètic de l'acer del cilindre de perforació. Aquesta contaminació és generalment paral·lela al perforador i es pot eliminar gairebé completament escalfant fins a aproximadament 400 ℃ o desmagnetitzant-la en un petit camp altern. Al laboratori, la ressonància magnètica es pot induir aplicant camps magnètics de força variable i s’utilitza per a molts propòsits en l’estudi del magnetisme de les roques.

Magnetització residual viscosa

La magnetització residual viscosa (VRM), també anomenada magnetització viscosa, és la remanència que adquireixen els materials ferromagnètics després d’una estada prolongada en un camp magnètic . Per tant, la magnetització residual natural d’una roca ígnia es pot veure alterada per aquest procés. Aquest és un component no desitjat del magnetisme residual i es pot eliminar mitjançant algunes tècniques de desmagnetització. [4]

Aplicacions

L'evidència paleomagnètica, inclosa l'excursió de l'alternança de dades de polaritat, va ser molt útil per verificar les teories de la deriva continental i la tectònica de plaques en els anys compresos entre 1960 i 1970. Algunes aplicacions del paleomagnetisme per reconstruir la història del terrà , també han estat fonts de controvèrsia. L'evidència paleomagnètica també s'utilitza per delimitar els límits temporals de les roques i els processos de la seva formació, així com per a la reconstrucció de la història de deformacions de l'escorça terrestre. [6]

La magnetostratigrafia s’utilitza sovint per estimar l’edat dels llocs que contenen residus fòssils i d’ hominins . [7] En el cas d’un fòssil d’edat coneguda, les dades paleomagnètiques poden fixar la latitud a la qual es va dipositar el fòssil. Aquesta paleolatitud proporciona informació relativa al medi geològic en el moment de la deposició. Els estudis paleomagnètics es combinen amb mètodes geocronològics per determinar l’edat absoluta de les roques en què s’ha conservat la petjada paleomagnètica. Per a les roques ígnies com el basalt , els mètodes més utilitzats inclouen la datació amb potassi-argó i la datació amb argó-argó.

A Nova Zelanda, els científics han descobert que són capaços de reconstruir les variacions locals del camp magnètic de la Terra estudiant les troballes de forns hāngi de 700-800 anys, utilitzades pels maoris per cuinar els aliments. [8]

Nota

  1. ^ AIR Herries, JW Adams, KL Kuykendall i J. Shaw, Speleology and magnetobiostratigraphic chronology of the GD 2 locality of the Gondolin hominin-bearing paleocave jaciments, North West Province, South Africa , in Journal of Human Evolution , vol. 51, núm. 6, 2006, pàgs. 617-631, DOI : 10.1016 / j.jhevol.2006.07.007 , PMID 16949648 .
  2. ^ Detrital Remanent Magnetization (DRM) , a MagWiki: A Magnetic Wiki for Earth Scientists . Consultat l'11 de novembre de 2011 (arxivat de l' original el 22 de maig de 2013) .
  3. ^ Lisa Tauxe, amb contribucions de Subir K. Banerjee, Robert F. Butler i Rob van der Voo, Chemical remanent magnetization , a Essentials of Paleomagnetism: Web Edition 1.0 , 18 de març de 2009. Consultat l'11 de novembre de 2011. URL original l'abril. 25, 2012) .
  4. ^ a b Dunlop i Özdemir
  5. ^ Lisa Tauxe, amb contribucions de Subir K. Banerjee, Robert F. Butler i Rob van der Voo, Isothermal remanent magnetization , a Essentials of Paleomagnetism: Web Edition 1.0 , 18 de març de 2009. Obtingut l'11 de novembre de 2011 (arxivat de l'URL original) el 25 d'abril de 2012) .
  6. McElhinny
  7. AIR Herries, M. Kovacheva, M. Kostadinova i J. Shaw, dades arqueodireccionals i d'intensitat d'estructures cremades al jaciment traci d'Halka Bunar (Bulgària): L'efecte de la mineralogia magnètica, la temperatura i l'atmosfera de l'escalfament a l'antiguitat. , a Física de la terra i interiors planetaris , vol. 162, 3-4, 2007, pàgs. 199–216, Bibcode : 2007PEPI..162..199H , DOI : 10.1016 / j.pepi.2007.04.006 .
  8. Jonathan Amos, les pedres maoris contenen pistes magnètiques , BBC News, 7 de desembre de 2012. Consultat el 7 de desembre de 2012 .

Bibliografia

Altres projectes

Enllaços externs

Control de l'autoritat NDL ( EN , JA ) 00566800
Geologia Portal de geologia : accediu a les entrades de Viquipèdia relacionades amb la geologia