Cổ từ trường và Đảo cực từ trường

Khi đá hình thành, chúng ghi lại hướng của từ trường, bảo tồn một hồ sơ về các cực từ trường trong quá khứ và vị trí các lục địa, từ đó xác lập thực tế về sự đảo cực địa từ và sự giãn nở đáy biển.

Definition

Cổ từ trường là nghiên cứu về từ hóa dư được ghi lại trong đá, được sử dụng để xác định hướng và cực của từ trường địa từ cổ đại; đảo cực từ trường là sự trao đổi đã được ghi nhận giữa các cực từ trường bắc và nam của từ trường, làm gián đoạn hồ sơ này.

Scope

Chủ đề này bao gồm hồ sơ từ trường hóa thạch trong đá và những gì nó tiết lộ: cách từ hóa dư nhiệt, từ hóa dư vụn và từ hóa dư hóa học ghi lại từ trường cổ đại, bằng chứng cho thấy từ trường đã đảo cực nhiều lần, việc xây dựng thang thời gian đảo cực địa từ, và các dải từ tính của đáy biển. Nó đề cập đến sự trôi dạt cực biểu kiến và việc sử dụng nó trong việc tái tạo chuyển động của mảng kiến tạo và nhận dạng các khối địa chất bị dịch chuyển, cùng với các thử nghiệm thực địa về độ ổn định cổ từ trường. Trọng tâm là đọc lịch sử địa chất từ sự từ hóa của đá.

Core questions

• Làm thế nào đá thu nhận và lưu giữ hồ sơ về từ trường cổ đại?
• Bằng chứng nào đã xác lập rằng từ trường địa từ đảo cực?
• Thang thời gian đảo cực địa từ được xây dựng và sử dụng để xác định niên đại đá như thế nào?
• Sự trôi dạt cực biểu kiến tái tạo chuyển động trong quá khứ của các mảng kiến tạo như thế nào?

Key concepts

• Từ hóa dư nhiệt, vụn và hóa học
• Đảo cực địa từ
• Thang thời gian đảo cực địa từ
• Các dải dị thường từ tính biển
• Đường trôi dạt cực biểu kiến và phân tích khối địa chất

Key theories

Đảo cực và thang thời gian đảo cực

Kết hợp các loại đá bị từ hóa ngược với việc xác định niên đại bằng phóng xạ cho thấy từ trường địa từ đã đảo cực nhiều lần, cho phép xây dựng một thang thời gian đảo cực toàn cầu đóng vai trò là khung địa tầng và xác định niên đại.

Hồ sơ giãn nở đáy biển của Vine-Matthews

Vine và Matthews đã giải thích các dải từ tính đối xứng ở hai bên sống núi đại dương là vỏ Trái Đất bị từ hóa với các cực xen kẽ khi nó hình thành và giãn nở, trực tiếp liên kết cổ từ trường với sự giãn nở đáy biển và kiến tạo mảng.

Mechanisms

Khi đá magma nguội đi qua nhiệt độ Curie của các khoáng vật từ tính của nó, hoặc khi trầm tích lắng đọng và khi các khoáng vật mới phát triển, các khoáng vật này thu nhận một từ hóa dư được căn chỉnh với từ trường xung quanh; nếu từ hóa này ổn định trong suốt thời gian địa chất, đá sẽ bảo tồn hướng và cực của từ trường tại thời điểm hình thành, có thể được đo và xác định niên đại để tái tạo lịch sử từ trường và mảng kiến tạo.

Clinical relevance

Thang thời gian đảo cực xác định niên đại đáy đại dương và hiệu chỉnh chuyển động của mảng kiến tạo và địa tầng, sự trôi dạt cực biểu kiến tái tạo cổ địa lý, và địa tầng từ cung cấp mối tương quan độ phân giải cao cho các bồn trầm tích có ý nghĩa trong thăm dò tài nguyên.

History

Brunhes đã báo cáo các dung nham bị từ hóa ngược vào năm 1906; vào đầu những năm 1960, Cox, Doell và Dalrymple đã thiết lập thang thời gian đảo cực bằng cách xác định niên đại các chuyển đổi cực, và giải thích của Vine và Matthews năm 1963 về các dải từ tính biển đã cung cấp bằng chứng quyết định cho sự giãn nở đáy biển và kiến tạo mảng.

Key figures

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

Seminal works

• vine1963
• cox1964
• butler1992

Frequently asked questions

Làm thế nào chúng ta biết từ trường Trái Đất đã đảo cực trong quá khứ?

Nhiều loại đá bị từ hóa ngược với từ trường hiện tại của Trái Đất, và bằng cách xác định niên đại bằng phóng xạ các chuỗi đá bị từ hóa thuận và ngược, các nhà khoa học đã tìm thấy các sự đảo cực nhất quán, đồng bộ trên toàn cầu, sau đó được xác nhận bởi mô hình dải từ tính đối xứng của đáy biển.

Cổ từ trường cho thấy các lục địa đã di chuyển như thế nào?

Các loại đá cổ trên một lục địa ghi lại các hướng từ trường chỉ đến các vị trí cực biểu kiến khác với ngày nay; việc theo dõi cách các cực biểu kiến này thay đổi theo thời gian và so sánh giữa các lục địa cho thấy bản thân các lục địa đã di chuyển trên Trái Đất.