ธรณีแม่เหล็กและบรรพชีวินแม่เหล็ก
โลกสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นในแกนกลางที่หลอมเหลว และบันทึกของสนามแม่เหล็กนั้นที่ถูกตรึงอยู่ในหินจะเก็บรักษาประวัติการกลับขั้วและการเคลื่อนที่ของทวีป ซึ่งเป็นรากฐานของทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน
Definition
ธรณีแม่เหล็กคือการศึกษาเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กโลก โครงสร้างเชิงพื้นที่ การเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา และต้นกำเนิดในธรณีไดนาโม ในขณะที่บรรพชีวินแม่เหล็กคือการศึกษาเกี่ยวกับการเป็นแม่เหล็กฟอสซิลที่บันทึกไว้ในหิน ซึ่งใช้ในการสร้างพฤติกรรมของสนามแม่เหล็กในอดีตและการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกขึ้นมาใหม่
Scope
สาขาวิชานี้ครอบคลุมสนามแม่เหล็กโลกและประวัติของมัน: สนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันและการอธิบายในรูปของไดโพลที่อยู่ตรงกลางโลกบวกกับฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา และการกำเนิดโดยธรณีไดนาโมในแกนโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลว นอกจากนี้ยังกล่าวถึงบรรพชีวินแม่เหล็ก การบันทึกทิศทางและความเป็นขั้วของสนามแม่เหล็กในอดีตในหิน มาตราส่วนเวลาการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลก และแม่เหล็กของหินและสิ่งแวดล้อม โดยเน้นที่ต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กจากการเปลี่ยนแปลงพลวัตของแกนโลก และการสกัดบันทึกบรรพชีวินแม่เหล็กจากแร่แม่เหล็ก
Sub-topics
Core questions
- สนามแม่เหล็กโลกถูกอธิบายอย่างไรและเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาอย่างไร?
- การเคลื่อนที่ของของไหลในแกนโลกที่เป็นของเหลวสร้างและรักษาสนามแม่เหล็กได้อย่างไร?
- หินบันทึกสนามแม่เหล็กโบราณได้อย่างไร และบันทึกนั้นน่าเชื่อถือเพียงใด?
- การกลับขั้วและการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏให้เห็นเผยให้เห็นอะไรเกี่ยวกับประวัติศาสตร์โลกและการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก?
Key concepts
- ไดโพลแกนกลางโลกและองค์ประกอบของสนามแม่เหล็กโลก
- การเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาและการเลื่อนไปทางตะวันตก
- ธรณีไดนาโมและพลศาสตร์ของแม่เหล็กของไหลในแกนโลก
- การกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกและมาตราส่วนเวลาการกลับขั้ว
- การเป็นแม่เหล็กตกค้างและแม่เหล็กของหิน
Key theories
- ทฤษฎีธรณีไดนาโม
- สนามแม่เหล็กโลกถูกรักษาไว้โดยการทำงานของไดนาโมที่กระตุ้นตัวเอง: การพาความร้อนและการเคลื่อนที่แบบหมุนของเหล็กหลอมเหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าในแกนโลกชั้นนอกเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็กขึ้นใหม่เพื่อต้านทานการสลายตัวแบบโอห์มมิก
- การบันทึกบรรพชีวินแม่เหล็กและการกลับขั้ว
- แร่แม่เหล็กจะตรึงทิศทางของสนามแม่เหล็กโดยรอบเมื่อหินก่อตัว ดังนั้นลำดับที่เป็นระเบียบของการเป็นแม่เหล็กแบบปกติและแบบกลับขั้วจึงเผยให้เห็นประวัติการกลับขั้วทั่วโลก และผ่านการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏให้เห็น ตำแหน่งในอดีตของทวีปต่างๆ
Clinical relevance
ธรณีแม่เหล็กให้มาตราส่วนเวลาการกลับขั้วที่ใช้ในการสอบเทียบการขยายตัวของพื้นมหาสมุทรและการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก สนับสนุนการสำรวจและการนำทางด้วยแม่เหล็ก และจำกัดแบบจำลองพลวัตของแกนโลก ส่วนแม่เหล็กสิ่งแวดล้อมช่วยในการศึกษาภูมิอากาศบรรพกาลและมลพิษ
History
กิลเบิร์ตเสนอในปี 1600 ว่าโลกเป็นแม่เหล็ก กาวส์ได้วางรากฐานทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดสำหรับการอธิบายสนามแม่เหล็กในปี 1830 บรุนส์ค้นพบหินที่มีการเป็นแม่เหล็กกลับขั้วในปี 1906 และทฤษฎีไดนาโมในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และมาตราส่วนเวลาการกลับขั้วของบรรพชีวินแม่เหล็กได้กลายเป็นหลักฐานสำคัญสำหรับทฤษฎีธรณีแปรสัณฐาน
Key figures
- William Gilbert
- Carl Friedrich Gauss
- Bernard Brunhes
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- merrill1996
- butler1992
- fowler2005
Frequently asked questions
- สนามแม่เหล็กโลกมาจากไหน?
- มันถูกสร้างขึ้นโดยธรณีไดนาโม: เหล็กหลอมเหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่พาความร้อนในแกนโลกชั้นนอก ซึ่งถูกจัดระเบียบโดยการหมุนของโลก จะขับเคลื่อนกระแสไฟฟ้าที่รักษาสนามแม่เหล็กไว้ คล้ายกับที่ไดนาโมที่กระตุ้นตัวเองรักษาสภาพแม่เหล็กของมันเอง
- แม่เหล็กของหินช่วยในการสร้างการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกขึ้นมาใหม่ได้อย่างไร?
- เมื่อหินก่อตัวขึ้น มันจะบันทึกทิศทางของสนามแม่เหล็ก รวมถึงความเป็นขั้วของมัน การเปรียบเทียบทิศทางฟอสซิลเหล่านี้ข้ามทวีปและแถบแม่เหล็กสมมาตรบนพื้นมหาสมุทรจะเผยให้เห็นว่าแผ่นเปลือกโลกและทวีปต่างๆ เคลื่อนที่ไปอย่างไรตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยา