古地磁学与地磁倒转

岩石在形成过程中会记录地磁场的方向，从而保存了过去地磁极性和大陆位置的记录，这确立了地磁倒转和海底扩张的真实性。

Definition

古地磁学是研究岩石中记录的剩磁，用于确定古代地磁场的方向和极性；地磁倒转是指地磁场的南北磁极之间有记录的交换，这些交换点缀着地磁记录。

Scope

本主题涵盖岩石中的化石磁记录及其揭示的信息：热剩磁、碎屑剩磁和化学剩磁如何记录古代地磁场，地磁场曾多次发生极性倒转的证据，地磁极性时间尺度的构建，以及海底的磁条纹。它还涉及视极移及其在重建板块运动和识别位移地体中的应用，以及古地磁稳定性的野外测试。重点在于从岩石磁化中解读地质历史。

Core questions

• 岩石如何获取并保留古代地磁场的记录？
• 哪些证据确立了地磁场会发生极性倒转？
• 地磁极性时间尺度是如何构建并用于岩石测年的？
• 视极移如何重建板块的过去运动？

Key concepts

• 热剩磁、碎屑剩磁和化学剩磁
• 地磁极性倒转
• 地磁极性时间尺度
• 海洋磁异常条纹
• 视极移路径和地体分析

Key theories

地磁倒转与极性时间尺度

将反向磁化岩石与放射性测年相结合，表明地磁场曾多次发生极性倒转，从而可以构建一个全球极性时间尺度，作为地层学和测年框架。

维恩-马修斯海底扩张记录

维恩和马修斯将海洋脊两侧对称的磁条纹解释为地壳在形成和扩张过程中以交替极性磁化，直接将古地磁学与海底扩张和板块构造联系起来。

Mechanisms

当火成岩冷却通过其磁性矿物的居里温度时，或者当沉积物沉降以及新矿物生长时，矿物会获得与环境磁场对齐的剩磁；如果这种磁化在地质时间尺度上是稳定的，岩石就会保留其形成时的磁场方向和极性，这可以通过测量和测年重建磁场和板块历史。

Clinical relevance

极性时间尺度为海底测年并校准板块运动和地层学，视极移重建古地理，而磁性地层学为资源勘探中感兴趣的沉积盆地提供了高分辨率的对比。

History

布伦斯于1906年报告了反向磁化的熔岩；在20世纪60年代早期，考克斯、多尔和达尔林普尔通过对极性转换进行测年，建立了地磁倒转时间尺度；维恩和马修斯于1963年对海洋磁条纹的解释为海底扩张和板块构造提供了决定性证据。

Key figures

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

Seminal works

• vine1963
• cox1964
• butler1992

Frequently asked questions

我们如何知道地球磁场在过去曾发生倒转？

许多岩石的磁化方向与今天的磁场方向相反，通过对正常磁化和反向磁化岩石序列进行放射性测年，科学家们发现了全球同步且一致的倒转，后来海底对称的磁条纹模式也证实了这一点。

古地磁学如何表明大陆已经移动？

大陆上的古老岩石记录的磁方向指向与今天不同的视极点位置；追踪这些视极点随时间的变化，并比较不同大陆，揭示了大陆本身在地球上移动了。