Frage:
Wie werden paläomagnetische Polaritäten bestimmt?
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
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In magnetostratigraphischen Protokollen werden verschiedene Chrons entweder mit normaler oder umgekehrter Polarität unterschieden, wobei sich der magnetische Nordpol am geografischen Nord- bzw. Südpol befindet.

Wie und warum können diese Polaritäten bestimmt werden? Beachten Sie, dass ich nicht den quantenmechanischen Gründen für Magnetismus nachgehe, sondern wie Gesteine ​​die magnetische Orientierung speichern und wie diese Informationen später aus dem Gestein abgerufen werden können.

Sind das [Polaritäts-Chrons] (https://en.wikipedia.org/wiki/Polarity_chron)? (Überhaupt nicht mein Fachgebiet ...)
Ja, eine Chron im Allgemeinen ist ein stratigraphisches Zeitintervall zwischen klar identifizierbaren Ereignissen wie Polaritätsumkehrungen.
Zwei antworten:
#1
+7
Pont
2014-04-17 12:10:12 UTC
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Dies ist eine große Frage: Sie bedeutet im Wesentlichen „Wie machen wir Paläomagnetismus?“. Ich werde versuchen, einen kurzen Überblick und Links zu detaillierteren Erklärungen zu geben. Ich werde mich auch auf das „Wie“ konzentrieren und das „Warum“ jemand anderem überlassen (vielleicht sollte es am besten in eine separate Frage aufgeteilt werden?). Um das geomagnetische Feld aufzuzeichnen, benötigen Sie drei Dinge:

  1. Ein ferromagnetisches Mineral - das heißt, eines, das wie eine Kompassnadel magnetisiert werden kann.
  2. Eine Situation, in der Körner Die Magnetisierung dieses Minerals kann auf das Erdfeld ausgerichtet sein.
  3. Ein Ereignis, das die Magnetisierung an Ort und Stelle fixiert, sobald sie ausgerichtet ist.
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    Es gibt eine überraschende Anzahl von Möglichkeiten dass (2) und (3) passieren können, aber für diese Antwort beschreibe ich nur die beiden, die am nützlichsten sind: thermische remanente Magnetisierung (TRM) und deponente remanente Magnetisierung (DRM).

    Eine thermisch remanente Magnetisierung wird induziert, wenn ein Gestein aus einem heißen (oft geschmolzenen) Zustand abkühlt. Hier tritt (2) auf, weil sich die Magnetisierung eines Minerals oberhalb einer bestimmten Temperatur, die als Blockiertemperatur bezeichnet wird, frei ändern kann, um sich mit dem Erdmagnetfeld auszurichten. Wenn sich das Gestein abkühlt, wird es für die Magnetisierung schwieriger, sich auszurichten, und schließlich wird es an Ort und Stelle fixiert.

    In Sedimenten tritt eine remanente Ablagerungsmagnetisierung auf, die induziert wird, wenn Körner eines magnetischen Minerals durch die Wassersäule fallen und landen auf dem Meeresboden (oder Seeboden). Während sie sich in der Wassersäule befinden, können sich die Körner frei bewegen und sich mit dem Erdmagnetfeld ausrichten. Sobald sie am Boden sind, werden sie allmählich in mehr Sedimentschichten eingegraben, wodurch ihre ursprüngliche Ausrichtung festgelegt wird.

    Im Prinzip ist es sehr einfach, das aufgezeichnete Feld von einem Gesteinsstück wiederherzustellen: Sie zeichnen die Ausrichtung des Gesteins auf, schneiden oder bohren es aus seiner aktuellen Situation und messen dann sein Magnetfeld in einem Labormagnetometer. In einer idealen Welt würde das von Ihnen gemessene Feld dem Magnetfeld der Erde entsprechen, als das Gestein gebildet wurde. In der Praxis ist dies selten so einfach, und Sie müssen möglicherweise eine Wärmebehandlung oder Wechselfeldentmagnetisierung verwenden, um schwächere Magnetisierungen, die im Laufe der Jahre auf die ursprüngliche Magnetisierung geschichtet wurden, abzuziehen.

    Dies Die Antwort ist eine grobe Vereinfachung und beschönigt eine Menge Theorie, praktische Details und mögliche Komplikationen. Für mehr Tiefe möchte ich Sie auf zwei ausgezeichnete Lehrbücher verweisen, die (dank der Großzügigkeit ihrer Autoren) online frei verfügbar sind:

    Tauxe, L., Banerjee, SK, Butler, RF und van der Voo , R. (2014). Grundlagen des Paläomagnetismus , dritte Webausgabe. http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/Essentials/ (abgerufen am 17.04.2014)

    Butler, R. F., (2004). Paläomagnetismus: Magnetische Domänen zu geologischen Terranen . elektronische Ausgabe. http://www.geo.arizona.edu/Paleomag/book/ (abgerufen am 17.04.2014)

    Tauxe et al. (2014) ist jünger und umfangreicher; Butler (2004) ist ein elektronischer Nachdruck eines Buches von 1992, aber immer noch eine ausgezeichnete Einführungsarbeit und bietet (meiner Meinung nach) eine etwas sanftere Einführung als Tauxe et al. (2014). (Obwohl seit 1992 viele Fortschritte erzielt wurden, haben sich die grundlegende Theorie und die Techniken nicht geändert.)

    Wenn Sie daran interessiert sind, wie die Techniken tatsächlich angewendet werden, sollten Sie sich Folgendes ansehen:

    Richter, C., Acton, G., Endris, C. und Radsted, M. (2007). Handbuch für Paläomagnetisten an Bord . ODP Technical Note 34, Texas A&M Universität, College Station, Texas, USA: Ocean Drilling Program. http://www-odp.tamu.edu/publications/tnotes/tn34/TNOTE_34.PDF (abgerufen am 17.04.2014)

Ich denke, Sie haben die Warum-Frage sehr gut beantwortet. Ich war nicht in erster Linie hinter den physikalischen / quantenmechanischen Ursachen für Magnetismus her, sondern warum Gesteine ​​dadurch die magnetische Orientierung speichern können. Ich habe meine Frage aus Gründen der Klarheit bearbeitet.
#2
+6
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
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Das paläomagnetische Feld wird zunächst von Mineralien mit einem magnetischen Dipol aufgezeichnet, der mit dem umgebenden Magnetfeld ausgerichtet ist, solange die Temperatur über dem sogenannten Curie-Punkt liegt. Wenn diese Mineralien unter diese Temperatur abkühlen, wird der Dipol "gefroren" und fixiert, bis das Mineral wieder einer höheren Temperatur ausgesetzt ist. Verschiedene Mineralien haben ihren Curie-Punkt bei unterschiedlichen Temperaturen, so dass Sie selten ein Gestein mit einer einzigen paläomagnetischen Ausrichtung finden.

Um diese Ausrichtung später zu messen, werden am häufigsten Probenkerne aus dem Gestein gebohrt, wobei das Original sorgfältig aufgezeichnet wird Orientierung des Kerns und in einem Magnetometer analysiert. Dieses Gerät ist gegen die umgebenden Magnetfelder abgeschirmt, die ausnahmslos stärker sind als der in der Probe gespeicherte magnetische Dipol. Indem die Probe entweder erhitzt oder einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, wird das Magnetfeld in der Probe erfasst.

Nachdem dies bestimmt wurde, muss die Paläoorientierung der Probe zum Zeitpunkt der Erfassung des Magnetfelds sorgfältig rekonstruiert werden. durch Rekonstruktion der tektonischen Geschichte der Probe, einschließlich regionaler Faltung oder Verwerfung oder Rotation von Platten.

Ein paar kleinere Korrekturen: Der Dipol wird normalerweise nicht am Curie-Punkt "eingefroren", sondern bei einer niedrigeren Temperatur, die als Blockiertemperatur bezeichnet wird - [mehr Details hier] (http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/). Essentials / WebBook3ch7.html # x9-590007.4). Während Erwärmung und Wechselfeldbehandlung Standardlaborpraxis sind, werden sie nicht zum Erfassen der Magnetisierung der Probe verwendet, sondern zum teilweisen Entmagnetisieren einer Probe vor der Messung der verbleibenden Magnetisierung in einem Magnetometer.


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