Địa từ học và Cổ địa từ học
Trái Đất tạo ra một từ trường trong lõi nóng chảy của nó, và dấu vết của từ trường đó được lưu giữ trong đá bảo tồn lịch sử về sự đảo cực và chuyển động của các lục địa, làm nền tảng cho kiến tạo mảng.
Definition
Địa từ học là nghiên cứu về từ trường Trái Đất, cấu trúc không gian, biến thiên theo thời gian và nguồn gốc của nó trong địa động lực, trong khi cổ địa từ học là nghiên cứu về từ hóa hóa thạch được ghi lại trong đá, được sử dụng để tái tạo hành vi từ trường trong quá khứ và chuyển động của các mảng kiến tạo.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm từ trường Trái Đất và lịch sử của nó: từ trường địa từ hiện tại và mô tả của nó dưới dạng lưỡng cực địa tâm cộng với các sóng hài bậc cao hơn, sự biến thiên thế tục của nó, và sự hình thành của nó bởi địa động lực trong lõi ngoài lỏng. Nó đề cập đến cổ địa từ học, việc ghi lại các hướng và cực của từ trường trong quá khứ trong đá, thang thời gian đảo cực địa từ, và từ tính của đá và môi trường. Trọng tâm là nguồn gốc của từ trường trong động lực học lõi và việc trích xuất dấu vết cổ địa từ từ các khoáng vật từ tính.
Sub-topics
Core questions
- Từ trường địa từ được mô tả như thế nào và nó thay đổi theo thời gian ra sao?
- Chuyển động của chất lỏng trong lõi lỏng tạo ra và duy trì từ trường như thế nào?
- Đá ghi lại từ trường cổ đại như thế nào, và độ tin cậy của dấu vết đó ra sao?
- Sự đảo cực và sự trôi dạt cực biểu kiến tiết lộ điều gì về lịch sử Trái Đất và chuyển động của mảng?
Key concepts
- Lưỡng cực trục địa tâm và các thành phần của từ trường địa từ
- Biến thiên thế tục và sự trôi dạt về phía tây
- Địa động lực và từ thủy động lực học của lõi
- Sự đảo cực địa từ và thang thời gian đảo cực
- Từ hóa dư và từ tính của đá
Key theories
- Lý thuyết địa động lực
- Từ trường địa từ được duy trì bởi hoạt động dynamo tự kích thích: chuyển động đối lưu và quay của sắt lỏng dẫn điện trong lõi ngoài tạo ra các dòng điện tái tạo từ trường chống lại sự suy giảm ohmic.
- Ghi nhận cổ địa từ và sự đảo cực
- Các khoáng vật từ tính khóa hướng của từ trường xung quanh khi đá hình thành, do đó các chuỗi có trật tự của từ hóa thuận và nghịch tiết lộ lịch sử đảo cực toàn cầu và, thông qua sự trôi dạt cực biểu kiến, vị trí trong quá khứ của các lục địa.
Clinical relevance
Địa từ học cung cấp thang thời gian đảo cực để hiệu chỉnh sự giãn nở đáy biển và chuyển động của mảng, hỗ trợ khảo sát và định vị từ tính, và giới hạn các mô hình động lực học lõi; từ tính môi trường hỗ trợ các nghiên cứu về khí hậu cổ đại và ô nhiễm.
History
Gilbert đã lập luận vào năm 1600 rằng Trái Đất tự nó là một nam châm, Gauss đã đặt nền tảng toán học cho mô tả từ trường một cách chặt chẽ vào những năm 1830, Brunhes đã phát hiện ra các loại đá bị từ hóa ngược vào năm 1906, và lý thuyết dynamo giữa thế kỷ 20 cùng với thang thời gian đảo cực cổ địa từ đã trở thành bằng chứng trung tâm cho kiến tạo mảng.
Key figures
- William Gilbert
- Carl Friedrich Gauss
- Bernard Brunhes
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- merrill1996
- butler1992
- fowler2005
Frequently asked questions
- Từ trường Trái Đất bắt nguồn từ đâu?
- Nó được tạo ra bởi địa động lực: sắt nóng chảy dẫn điện đối lưu trong lõi ngoài, được tổ chức bởi sự quay của Trái Đất, tạo ra các dòng điện duy trì từ trường, giống như một dynamo tự kích thích duy trì từ tính của chính nó.
- Từ tính của đá giúp tái tạo chuyển động của mảng như thế nào?
- Khi đá hình thành, chúng ghi lại hướng của từ trường, bao gồm cả cực của nó; việc so sánh các hướng hóa thạch này trên các lục địa và các dải từ tính đối xứng trên đáy biển tiết lộ cách các mảng và lục địa đã di chuyển trong suốt thời gian địa chất.