ΠΑΛΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ_1:ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ

 Ένας κλάδος της γεωφυσικής με μεγάλο επιστημονικό και ερευνητικό ενδιαφέρον είναι ο παλαιομαγνητισμός και ο οποίοσ μελετά την ιστορία του μαγνητικού πεδίου της Γης.

Έτσι τα σώματα που μελετά η επιστήμη αυτή είναι πετρώματα σιδηρομαγνητικά τα οποία έχουν αποκτήσει παραμένουσα μαγνήτιση λόγω του μαγνητικού πεδίου που υπήρχε την εποχή εκείνη και έδρασε σε αυτά. Η μαγνήτιση που αποκτιέται έχει την κατεύθυνση της έντασης του μαγνητικού πεδίου που επιδρά κατά το χρόνο σχηματισμού του πετρώματος.

 Όπως είπαμε ο κλάδος του παλαιομαγνητισμού έχει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον, καθώς ο καθορισμός της κατεύθυνσης της μαγνήτισης των υλικών δίνει πληροφορίες για τη διεύθυνση και τη φορά της έντασης του μαγνητικού πεδίου σε διάφορους τόπους της Γης στο παρελθόν.
  
Ο καθορισμός του μέτρου της μαγνήτισης των υλικών δίνει πληροφορίες για το μέτρο του μαγνητικού πεδίου σε διάφορα μέρη της Γης στο παρελθόν, επειδή το μέτρο της μαγνήτισης ενός υλικού εξαρτάται από το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου της Γης που προκάλεσε τη μαγνήτιση. 

Οι μαγνητικές ιδιότητες των πετρωμάτων αποτελούν αρχεία της μαγνητικής   ιστορίας    της Γης και  πηγή βασικών πληροφοριών για τη Γεωδυναμική. 

Το παλαιομαγνητικό αρχείο των πετρωμάτων έχει το μεγάλο πλεονέκτημα, έναντι  άλλων γεωλογικών αρχείων (παλαιοντολογικό, κλπ), καθώς τα παλαιομαγνητικά δεδομένα πρέπει να παρουσιάζουν συνέπεια σε παγκόσμια κλίμακα επειδή το γήινο μαγνητικό πεδίο έχει παγκόσμιο χαρακτήρα.

 Πως μαγνητίζεται ένα σώμα;

Όταν ένα υλικό βρεθεί μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, θα αποκτήσει επαγόμενη μαγνήτιση.

(Παπαζάχος 2008, τροποποιημένο από Lowrie, 1997

Απλοποιημένος μηχανισμός επαγόμενης μαγνήτισης ενός σώματος:

α) Χωρίς την παρουσία εξωτερικού πεδίου, τα μαγνητικά δίπολα των μαγνητικών υλικών είναι τυχαίως προσανατολισμένα.

β) Με την επίδραση εξωτερικού πεδίου, τα περισσότερα δίπολα προσανατολίζονται παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο, δημιουργώντας μία πρόσθετη ένταση του πεδίου μέσα στο σώμα, η οποία είναι η επαγόμενη μαγνήτισή του,και η οποία είναι ανάλογη αυτού    και της μαγνητικής επιδεκτικότητας, κ.

Η επαγόμενη μαγνήτιση συνήθως χάνεται ή μεταβάλλεται μόλις το σώμα βρεθεί εκτός μαγνητικού πεδίου ή σε ένα διαφορετικό μαγνητικό πεδίο, αντίστοιχα.

Σε πολλές περιπτώσεις και κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, η επαγόμενη μαγνήτιση μπορεί να «παγώσει» μέσα στο σώμα και να γίνει μόνιμη, δηλαδή παραμένουσα μαγνήτιση.

Η παραμένουσα μαγνήτιση στα πετρώματα ονομάζεται φυσική παραμένουσα μαγνήτιση, ΝRM (natural remanent magnetization) και οφείλεται σε διάφορες φυσικές διαδικασίες, που συμβαίνουν συγχρόνως με τη γένεση του πετρώματος ή αργότερα και παράγουν πρωτογενή μαγνήτιση ή δευτερογενή μαγνήτιση. Τα σημαντικότερα είδη παραμένουσας μαγνήτισης είναι:

α) Παραμένουσα θερμομαγνήτιση

β) Χημική παραμένουσα μαγνήτιση

γ) Θραυσματοπαγής παραμένουσα μαγνήτιση

δ) Άλλα είδη παραμένουσας μαγνήτισης(ιξώδης, ισόθερμη, γεωτρητική,πιεζομαγνήτιση)

Αν το μαγνητικό πεδίο απομακρυνθεί κατά το χρόνο που η θερμοκρασία του πετρώματος βρίσκεται κοντά στο σημείο Curie, οι στοιχειώδεις μαγνήτες που αντιστοιχούν στους κόκκους μαγνητίτη αποκτούν τυχαίες διευθύνσεις λόγω της θερμικής κίνησης.

 Αν, όμως, το πέτρωμα ψύχεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο οι κόκκοι του μαγνητίτη ή των άλλων μαγνητικών ορυκτών αποκτούν μόνιμο προσανατολισμό μέσα στο στερεό πέτρωμα, η μαγνήτιση σταθεροποιείται και το πέτρωμα αποκτά παραμένουσα θερμομαγνήτιση, όπως συμβαίνει με τα πλουτώνια πετρώματα στη φύση.  

Για να καταστραφεί η θερμομαγνήτιση που απέκτησε το πέτρωμα κατά την ψύξη του μέσα στο μαγνητικό πεδίο της Γης (που έχει ένταση ~5 x 104nT), πρέπει αυτό:

-  είτε να επαναθερμανθεί σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο Curie,

- είτε να μπει μέσα σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, του οποίου η ένταση είναι αρκετές χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από την ένταση του πεδίου της Γης που δημιούργησε τη μαγνήτιση.

Στη συνέχεια θα εξετάσουμε πως πραγματοποιούνται οι παλαιομαγνητικές μετρήσεις και τι στοιχεία μας δίνουν.

 Διαβάστε τη συνέχεια....