ژئومغناطیس و دیرینمغناطیس
زمین یک میدان مغناطیسی در هسته مذاب خود تولید میکند و سابقه این میدان که در سنگها منجمد شده است، تاریخچهای از وارونگیها و حرکت قارهای را حفظ میکند که زیربنای تکتونیک صفحهای است.
Definition
ژئومغناطیس مطالعه میدان مغناطیسی زمین، ساختار فضایی، تغییرات زمانی و منشأ آن در ژئودینامو است، در حالی که دیرینمغناطیس مطالعه مغناطش فسیلی ثبت شده در سنگها است که برای بازسازی رفتار میدان گذشته و حرکت صفحات تکتونیکی استفاده میشود.
Scope
این حوزه میدان مغناطیسی زمین و تاریخچه آن را پوشش میدهد: میدان ژئومغناطیسی کنونی و توصیف آن به عنوان یک دوقطبی زمینمرکز به علاوه هارمونیکهای بالاتر، تغییرات سکولار آن، و تولید آن توسط ژئودینامو در هسته بیرونی مایع. این حوزه به دیرینمغناطیس، ثبت جهتها و قطبیتهای میدان گذشته در سنگها، مقیاس زمانی وارونگی ژئومغناطیسی، و مغناطیس سنگ و محیط میپردازد. تأکید بر منشأ میدان در دینامیک هسته و استخراج یک رکورد دیرینمغناطیسی از کانیهای مغناطیسی است.
Sub-topics
Core questions
- میدان ژئومغناطیسی چگونه توصیف میشود و چگونه با زمان تغییر میکند؟
- حرکت سیال در هسته مایع چگونه میدان را تولید و حفظ میکند؟
- سنگها چگونه میدان مغناطیسی باستانی را ثبت میکنند و این رکورد چقدر قابل اعتماد است؟
- وارونگیهای قطبیت و سرگردانی ظاهری قطبی چه چیزی را در مورد تاریخ زمین و حرکت صفحات آشکار میکنند؟
Key concepts
- دوقطبی محوری زمینمرکز و مؤلفههای میدان ژئومغناطیسی
- تغییرات سکولار و رانش به سمت غرب
- ژئودینامو و مگنتوهیدرودینامیک هسته
- وارونگیهای قطبیت ژئومغناطیسی و مقیاس زمانی قطبیت
- مغناطش باقیمانده و مغناطیس سنگ
Key theories
- نظریه ژئودینامو
- میدان ژئومغناطیسی توسط عمل دیناموی خودتحریکشونده حفظ میشود: حرکت همرفتی و چرخشی آهن مایع رسانای الکتریکی در هسته بیرونی، جریانهایی را القا میکند که میدان را در برابر واپاشی اهمی بازسازی میکنند.
- ثبت دیرینمغناطیسی و وارونگیها
- کانیهای مغناطیسی جهت میدان محیطی را هنگام تشکیل سنگها در خود قفل میکنند، بنابراین توالیهای منظم مغناطش عادی و معکوس، تاریخچه وارونگی جهانی و از طریق سرگردانی ظاهری قطبی، موقعیتهای گذشته قارهها را آشکار میسازند.
Clinical relevance
ژئومغناطیس مقیاس زمانی وارونگی قطبیت را فراهم میکند که گسترش کف اقیانوس و حرکات صفحات را کالیبره میکند، از نقشهبرداری و ناوبری مغناطیسی پشتیبانی میکند و مدلهای دینامیک هسته را محدود میکند؛ مغناطیس محیطی به مطالعات دیریناقلیم و آلودگی کمک میکند.
History
گیلبرت در سال 1600 استدلال کرد که خود زمین یک آهنربا است، گاوس در دهه 1830 توصیف ریاضی میدان را بر پایه محکمی قرار داد، برونیس در سال 1906 سنگهای مغناطیده معکوس را کشف کرد، و نظریه دینامو در اواسط قرن بیستم و مقیاس زمانی وارونگی دیرینمغناطیسی به شواهد اصلی برای تکتونیک صفحهای تبدیل شدند.
Key figures
- William Gilbert
- Carl Friedrich Gauss
- Bernard Brunhes
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- merrill1996
- butler1992
- fowler2005
Frequently asked questions
- میدان مغناطیسی زمین از کجا میآید؟
- این میدان توسط ژئودینامو تولید میشود: آهن مذاب رسانای الکتریکی که در هسته بیرونی همرفت میکند و توسط چرخش زمین سازماندهی میشود، جریانهای الکتریکی را به حرکت در میآورد که میدان را حفظ میکنند، درست مانند یک دیناموی خودتحریکشونده که مغناطیس خود را حفظ میکند.
- مغناطیس سنگها چگونه به بازسازی حرکات صفحات کمک میکند؟
- هنگامی که سنگها تشکیل میشوند، جهت میدان مغناطیسی، از جمله قطبیت آن را ثبت میکنند؛ مقایسه این جهتهای فسیلی در سراسر قارهها و نوارهای مغناطیسی متقارن در کف اقیانوس نشان میدهد که صفحات و قارهها چگونه در طول زمان زمینشناسی حرکت کردهاند.