Πέμπτη, 6 Μαρτίου 2014

ΕΞΩΓΗΙΝΟΣ ΠΑΛΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ_1

Την πρώτη φορά που άκουσα για την ύπαρξη εξωγήινου παλαιομαγνητισμού, δηλαδή μαγνητισμού εκτός της Γης που έχει καταγραφεί από το παρελθόν, δεν μπορούσα να φανταστώ την ύπαρξη δυναμό όπως αυτό της Γης πέρα από τον πλανήτη μας.

Έτσι μας ανατέθηκε εργασία μαζί με έναν συνάδελφο μου να ψάξουμε το θέμα και να το παρουσιάσουμε. Τα αποτελέσματα από αυτή τη μελέτη μας πραγματικά με εντυπωσίασαν και τότε άρχισα να καταλαβαίνω πόσο μεγαλειώδη φαινόμενα συμβαίνουν όχι μόνο στον πλανήτη μας αλλά και στο σύμπαν ολόκληρο τελικά.....

Έχοντας κατανοήσει ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης προέρχεται από την κίνηση του πυρήνα της και προσομοιάζοντας τη δημιουργία του με τη λειτουργία της αυτοδιεγειρόμενης μηχανής, καλούμαστε τώρα να κατανοήσουμε πως δημιουργείται μαγνητισμός σε άλλους πλανήτες και σώματα του σύμπαντος.

Μαγνητισμός παρατηρήθηκε ότι υπάρχει στη σελήνη, τον ήλιο, τους αστεροειδείς και τους κομήτες. στον άρη υπήρξε μόνο κατά τις πρώτες εκατοντάδες ετών ζωής του πλανήτη. Στόχος μας ήταν να βρούμε το μηχανισμό δημιουργίας μαγνήτισης σε κάθε ένα από αυτά τα ουράνια σώματα, οι οποίοι διαφέρουν από εκείνον της Γης.


  •  Μαγνητισμός στη Σελήνη
Τα  δείγματα που πάρθηκαν από την αποστολή του Apollo ήταν βασάλτες, λατυποπαγή και έδαφος, με κυρίαρχη σύσταση μεταλλικό σίδηρο και σιδηρονικέλιο. Έτσι φτιάχτηκαν διαγράμματα (Strangway et al.,1970; Nagata et al., 1972) που αποδεικνύουν ακριβώς τη σύσταση αυτή.

 
Αpollo 14. αντιστρεπτή μεταβολή της θερμομαγνητικής καμπύλης

των θαλάσσιων βασαλτών που επιβεβαιώνει την παρουσία μεταλλικού σιδήρου.

 
Apollo 15, μετάβαση από καμασίτη σε τεανίτη(λατυποπαγή). (Nagata et al., 1972)

Το σιδηρονικέλιο είναι της μορφής του καμασίτη. Ο καμασίτης έχει μη αντιστρεπτή θερμομαγνητική καμπύλη με σημείο Curie 740-770 oC ενώ το σημείο Curie του τεανίτη εξαρτάται από την περιεκτικότητα του σε νικέλιο. Όταν θερμανθεί ο καμασίτης μετατρέπεται σε τεανίτη ενώ η επαναφορά λόγω ψύξης είναι πιο αργή διαδικασία και η θερμοκρασία εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε νικέλιο. Αυτή η αναστροφή είναι υπεύθυνη για τη μη αντιστρεπτή θερμομαγνητική καμπύλη του προηγούμενου σχήματος.

Ωστόσο ο μαγνητισμός των πετρωμάτων των εδαφών παρουσίασε πρόβλημα γιατί αυτά περιείχαν περισσότερο σιδηρομαγνητικό σίδηρο σε σχέση με τους βασάλτες από τους οποίους προήλθαν.Τρεις πιθανές εξηγήσεις δόθηκαν για την προέλευση του σιδήρου:
  • με μείωση πυριτικών πλούσια σε παραμαγνητικό σίδηρο λόγω του ηλιακού ανέμου στην άνω επιφάνεια του σεληνιακού εδάφους (Houseley et al., 1973)
  •  με μείωση των θερμικών καλυμμάτων των ηφαιστειακών υλικών (Pearce et al., 1973)
  • με σοκ αποσύνθεσης των πλούσιων σε σίδηρο πυριτικών (Cisowski et al., 1973)
Παρ' όλο που όλες οι διαδικασίες ,μπορούν να χρησιμοποιηθούν, φαίνεται πως ο πρώτος μηχανισμός κυριαρχεί.


Διάφορα πειράματα έγιναν για να μελετηθεί ο ρόλος του σοκ ως πιθανή αιτία μαγνήτισης ή απομαγνήτισης(Cisowski et al., 1973.1976). Στο επόμενο σχήμα απεικονίζεται το μοντέλο πίεσης λόγω της πρόσκρουσης "ιπτάμενης πλάκας". Σε περιβάλλον όπου δεν υπήρχε μαγνητικό πεδίο το σοκ αυτό προκάλεσε σκλήρυνση της παραμένουσας θερμομαγνήτισης απομαγνητίζοντας τις ασθενέστερες μαγνητικές φάσεις.

Μοντέλο πίεσης από πρόσκρουση ιπτάμενης πλάκας. (Srnka et al., 1986)
Με τον καιρό έγινε γνωστό πως είχε διατηρηθεί κάποιο σταθερό μαγνητικό πεδίο από την ψύξη των δειγμάτων της Σελήνης. Λόγω του ότι ήταν αδύνατον να βρεθεί ο προσανατολισμός του μαγνητικού πεδίου, οι έρευνες στράφηκαν στον υπολογισμό της έντασης του. Προέκυψε ότι η Σελήνη είχε μαγνητικό πεδίο παρόμοιο με το γήινο κατά την περίοδο 3.85 και 3.65 Ga.

ΠΡΟΈΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΎ ΣΤΗ ΣΕΛΉΝΗ:

Μετά από πολλές προσπάθειες που έγιναν για να ερμηνευθεί ο μαγνητισμός στη Σελήνη, έγινε τελικά αποδεκτή η πρόταση του Runcorn(1975) για την ύπαρξη δυναμό στη Σελήνη. Βέβαια υπάρχουν και άλλες απόψεις σχετικά με τα αρχεία των μαγνητικών εντάσεων:
Η μία υποστηρίζει την ύπαρξη δυναμό γύρω στα 3.9 Ga , το οποίο έδωσε ένα μαγνητικό πεδίο συγκρίσιμο με το γήινο και σταδιακά άρχισε να μειώνεται η ένταση του (Collison, 1984; Runcorn 1994).  
Από την άλλη υποστηρίχθηκε από τους Cisowski και Fuller (1986) πως υπήρξε μια περίοδος με υψηλή ένταση μεταξύ των 3.9 και 3.6 Ga και πως δεν μπορεί να υπολογιστεί η ένταση πέρα από αυτήν την περίοδο λόγω του υψηλού θορύβου.

Πρόσφατα, μια σύντομη περίοδος δράσης του δυναμό φαίνεται να σχετίζεται με μια κύρια ανατροπή του μανδύα της σελήνης η οποία προκάλεσε ραγδαία ψύξη του πυρήνα. Έτσι θα μπορούσε να ερμηνευτεί η γένεση ενός μαγνητικού πεδίου μεταξύ 3.85-3.65 Ga, κατά τη διάρκεια μιας σύντομη περιόδου μεταφοράς θερμοκρασίας( Stegman et al.,2003).

Θα πρέπει να υπενθυμίσουμε επίσης ότι το σεληνιακό δίπολο που απαιτείται για να δώσει το επιφανειακό πεδίο της σελήνης είναι μικρότερο από το γεωμαγνητικό δίπολο  που απαιτείται για να δώσει ένα συγκρίσιμο επιφανειακό πεδίο στη Γη, επειδή η ακτίνα της σελήνης είναι μικρότερη από της Γης.
Αν το σεληνιακό δίπολο ήταν της ίδιας τάξης με της Γης, το μαγνητικό πεδίο της σελήνης θα ήταν διπλάσιο σε ένταση από το γήινο.

Σε ___επόμενη___ ανάρτηση θα μιλήσουμε για τον μαγνητισμό στα υπόλοιπα ουράνια σώματα που προαναφέρθηκαν...