Палеомагнетизм и магнитные инверсии

Горные породы фиксируют направление магнитного поля в процессе своего образования, сохраняя запись прошлых полярностей поля и положений континентов, что подтвердило реальность геомагнитных инверсий и спрединга морского дна.

Definition

Палеомагнетизм — это изучение остаточной намагниченности, зафиксированной в горных породах, используемое для определения направления и полярности древнего геомагнитного поля; магнитные инверсии — это задокументированные обмены северного и южного магнитных полюсов поля, которые прерывают эту запись.

Scope

Эта тема охватывает ископаемую магнитную запись в горных породах и то, что она раскрывает: как термическая, детритовая и химическая остаточная намагниченность регистрируют древнее поле, демонстрацию того, что поле неоднократно меняло полярность, построение геомагнитной шкалы полярности и магнитные полосы морского дна. В ней рассматривается кажущееся блуждание полюсов и его использование для реконструкции движений плит и распознавания смещенных террейнов, а также полевые испытания палеомагнитной стабильности. Акцент делается на чтении геологической истории по намагниченности горных пород.

Core questions

• Как горные породы приобретают и сохраняют запись древнего магнитного поля?
• Какие доказательства подтвердили, что геомагнитное поле меняет полярность?
• Как строится геомагнитная шкала полярности и используется для датирования горных пород?
• Как кажущееся блуждание полюсов реконструирует прошлое движение плит?

Key concepts

• Термическая, детритовая и химическая остаточная намагниченность
• Геомагнитные инверсии полярности
• Геомагнитная шкала полярности
• Морские магнитные аномальные полосы
• Траектории кажущегося блуждания полюсов и анализ террейнов

Key theories

Инверсии и шкала полярности

Сочетание обратно намагниченных пород с радиометрическим датированием показало, что геомагнитное поле неоднократно меняло полярность, что позволило построить глобальную шкалу полярности, служащую стратиграфической и датировочной основой.

Запись спрединга морского дна по Вайну-Мэтьюзу

Вайн и Мэтьюз объяснили симметричные магнитные полосы, окаймляющие океанические хребты, как кору, намагниченную с чередующимися полярностями по мере ее образования и распространения, напрямую связав палеомагнетизм со спредингом морского дна и тектоникой плит.

Mechanisms

По мере того как изверженная порода остывает, проходя через температуру Кюри своих магнитных минералов, или по мере осаждения осадка и роста новых минералов, минералы приобретают остаточную намагниченность, выровненную с окружающим полем; если эта намагниченность стабильна в течение геологического времени, порода сохраняет направление и полярность поля при образовании, которые могут быть измерены и датированы для реконструкции истории поля и плит.

Clinical relevance

Шкала полярности датирует океаническое дно и калибрует движения плит и стратиграфию, кажущееся блуждание полюсов реконструирует палеогеографию, а магнитостратиграфия обеспечивает высокоразрешимую корреляцию для осадочных бассейнов, представляющих интерес при разведке ресурсов.

History

Брюн сообщил об обратно намагниченных лавах в 1906 году; в начале 1960-х годов Кокс, Доэлл и Далримпл установили шкалу инверсий путем датирования переходов полярности, а интерпретация морских магнитных полос Вайном и Мэтьюзом в 1963 году предоставила решающие доказательства спрединга морского дна и тектоники плит.

Key figures

• Bernard Brunhes
• Allan Cox
• Fred Vine
• Drummond Matthews

Seminal works

• vine1963
• cox1964
• butler1992

Frequently asked questions

Как мы узнали, что магнитное поле Земли менялось в прошлом?

Многие горные породы намагничены противоположно сегодняшнему полю, и путем радиометрического датирования последовательностей нормально и обратно намагниченных пород ученые обнаружили последовательные, глобально синхронные инверсии, позднее подтвержденные симметричным рисунком магнитных полос морского дна.

Как палеомагнетизм показывает, что континенты двигались?

Древние породы на континенте фиксируют магнитные направления, указывающие на кажущиеся положения полюсов, которые отличаются от сегодняшних; отслеживание того, как эти кажущиеся полюса менялись со временем, и сравнение континентов показывают, что сами континенты перемещались по Земле.