مغناطیسسنجی سنگها و مغناطیسسنجی محیطی
وفاداری ثبت دیرینهمغناطیسی به کانیهای مغناطیسی موجود در سنگها بستگی دارد که حالتهای دامنه و خواص آنها به عنوان ردیابهای حساسی برای تغییرات محیطی و اقلیمی نیز عمل میکنند.
Definition
مغناطیسسنجی سنگها مطالعه خواص مغناطیسی کانیها، سنگها و رسوبات است، از جمله چگونگی اکتساب و حفظ مغناطش توسط آنها، در حالی که مغناطیسسنجی محیطی این خواص مغناطیسی را به عنوان شاخصهایی برای فرآیندهای محیطی، اقلیمی و انسانی به کار میبرد.
Scope
این موضوع به مبانی فیزیکی مغناطیسسنجی سنگها و کاربردهای محیطی آن میپردازد: کانیهای مغناطیسی سنگها و رسوبات، نظریه دامنه مغناطیسی و رفتار تکدامنه در مقابل چنددامنه، و اینکه چگونه اندازه دانه و ترکیب، اکتساب و پایداری مغناطش باقیمانده را کنترل میکنند. این مبحث اندازهگیریهای آزمایشگاهی مانند هیسترزیس، واداشتی، و منحنیهای ترمومغناطیسی، و استفاده از پارامترهای مغناطیسی به عنوان شاخصهایی برای منشأ رسوبات، دیرینهاقلیم، تشکیل خاک، و آلودگی در مغناطیسسنجی محیطی را بررسی میکند. تأکید بر مغناطیسسنجی کانیها است که زیربنای قابلیت اطمینان دیرینهمغناطیسی و تفسیر محیطی است.
Core questions
- کدام کانیها در سنگها مغناطش را حمل میکنند و خواص آنها چگونه با یکدیگر تفاوت دارد؟
- چگونه حالت دامنه مغناطیسی و اندازه دانه، پایداری مغناطش باقیمانده را کنترل میکنند؟
- کدام اندازهگیریهای آزمایشگاهی کانیشناسی مغناطیسی را مشخص میکنند؟
- چگونه خواص مغناطیسی میتوانند به عنوان شاخصهایی برای تغییرات محیطی عمل کنند؟
Key concepts
- کانیهای مغناطیسی: مگنتیت، هماتیت و تیتانومگنتیت
- دامنههای مغناطیسی و رفتار تکدامنه
- واداشتی، هیسترزیس و دمای مسدود شدن
- وابستگی مغناطش باقیمانده به اندازه دانه
- شاخصهای مغناطیسی در مطالعات محیطی و دیرینهاقلیم
Key theories
- نظریه دامنه مغناطیسی مغناطش باقیمانده
- پایداری مغناطش یک سنگ به این بستگی دارد که آیا دانههای مغناطیسی آن تکدامنه هستند، با یک گشتاور یکنواخت که در برابر تغییر مقاومت میکند، یا چنددامنه، با دیوارههای دامنه متحرک؛ اندازه دانه و ترکیب کنترل میکنند که کدام رفتار غالب است و از این رو قابلیت اطمینان دیرینهمغناطیسی را تعیین میکنند.
- شاخصهای مغناطیسی برای فرآیندهای محیطی
- از آنجا که غلظت، نوع و اندازه دانه کانیهای مغناطیسی به هوازدگی، حمل و نقل، اقلیم و آلودگی واکنش نشان میدهند، پارامترهای مغناطیسی که به سرعت و به صورت غیرمخرب اندازهگیری میشوند، میتوانند منابع رسوبات، چرخههای دیرینهاقلیم و آلودگی را ردیابی کنند.
Mechanisms
کانیهای فریمغناطیس و ضدفرومغناطیس مانند مگنتیت و هماتیت، مغناطش سنگ را حمل میکنند؛ در داخل یک دانه، تعادل انرژی تبادلی، ناهمسانگردی و مغناطیسساکن، ساختار دامنه را تعیین میکند، به طوری که دانههای بسیار کوچک تکدامنه و از نظر حرارتی پایدار هستند، در حالی که دانههای بزرگتر به دامنهها تقسیم میشوند، و دمای مسدود شدن و واداشتی حاصل، میزان وفاداری و مدت زمان ثبت میدان محیطی توسط دانه را تعیین میکند.
Clinical relevance
اندازهگیریهای مغناطیسسنجی سنگها زیربنای اعتبار مطالعات دیرینهمغناطیسی و مغناطیسچینهشناسی است، در حالی که مغناطیسسنجی محیطی ردیابهای سریع و کمهزینهای را برای بازسازی دیرینهاقلیم، منشأ رسوبات، علم خاک، و نقشهبرداری از آلودگیهای جوی و آبی فراهم میکند.
History
نظریه نیل در مورد دانههای تکدامنه و سوپرپارامغناطیس در دهههای 1940 و 1950، مبانی فیزیکی مغناطیسسنجی سنگها را بنا نهاد؛ مغناطیسسنجی سیستماتیک آزمایشگاهی سنگها در اواخر قرن بیستم به بلوغ رسید، و سنتز تامپسون و اولدفیلد در سال 1986، مغناطیسسنجی محیطی را به عنوان یک حوزه متمایز و پرکاربرد معرفی کرد.
Key figures
- Louis Néel
- David Dunlop
- Frank Oldfield
Related topics
Seminal works
- dunlop1997
- thompson1986
- tauxe2010
Frequently asked questions
- چرا اندازه دانه برای ثبت میدان مغناطیسی اهمیت دارد؟
- دانههای مغناطیسی بسیار ریز، یک جهت مغناطیسی پایدار و واحد را حفظ میکنند که میتواند میلیاردها سال دوام بیاورد و آنها را به ضبطکنندههای ایدهآل تبدیل میکند، در حالی که دانههای بزرگتر حاوی دامنههای داخلی متحرک هستند که مغناطش آنها راحتتر بازنشانی میشود، بنابراین اندازه دانه به شدت بر میزان قابل اعتماد بودن حفظ میدان باستانی توسط سنگ تأثیر میگذارد.
- چگونه مغناطیس میتواند اقلیم گذشته یا آلودگی را آشکار کند؟
- فرآیندهای محیطی، میزان و نوع کانیهای مغناطیسی را در رسوبات و خاکها تغییر میدهند؛ به عنوان مثال، هوازدگی ناشی از اقلیم یا ذرات صنعتی، امضاهای مغناطیسی متمایزی از خود به جای میگذارند که میتوانند به سرعت اندازهگیری شوند تا چرخههای اقلیمی بازسازی شوند یا آلودگی نقشهبرداری شود.