ΠΑΛΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ_2: ΠΑΛΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Απαραίτητη προϋπόθεση για να αποκτηθούν παλαιομαγνητικά δεδομένα επιστημονικώς άρτια και αξιοποιήσιμα είναι η συλλογή δειγμάτων από κατάλληλα πετρώματα και η σωστή επεξεργασία τους στο εργαστήριο.

 

Η παραμένουσα μαγνήτιση του δείγματος που παρατηρείται στο εργαστήριο εκφράζεται με ένα διάνυσμα, του οποίου πρέπει να μετρηθεί το μέτρο, Jr, και η κατεύθυνση. Η τελευταία ορίζεται από την απόκλιση, D, και την έγκλιση, Ι, ως προς το σύστημα των γεωγραφικών συντεταγμένων. 

 

Η διεύθυνση της παραμένουσας μαγνήτισης, πρέπει τελικά να ορισθεί ως προς το σύστημα των γεωγραφικών συντεταγμένων.

 

Για την πραγματοποίηση στο εργαστήριο παλαιομαγνητικών μετρήσεων χρησιμοποιείται συνήθως περιστροφικό ή κρυογενετικό μαγνητόμετρο.

Το περιστροφικό μαγνητόμετρο περιστρέφει το μαγνητισμένο δείγμα και δημιουργεί στα άκρα του πηνίου εναλασσόμενο σήμα, του οποίου το πλάτος είναι ανάλογο της συνιστώσας της μαγνητικής ροπής που είναι κάθετη στον άξονα περιστροφής, ενώ η φάση επιτρέπει το χωρισμό του σήματος σε δύο κάθετες συνιστώσες που είναι ανάλογες προς τις δύο συνιστώσες της μαγνητικής ροπής.

 

Απομαγνήτιση είναι η απαλλαγή του πετρώματος από τις ανεπιθύμητες συνιστώσες ώστε να είναι δυνατή η ακριβής μέτρηση της συνιστώσας που μας ενδιαφέρει και βασίζεται στο ότι διάφορες συνιστώσες έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. 

  

Στα δείγματα που απέκτησαν μαγνήτιση μέσα στο γεωλογικό χρόνο μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η μέση θέση του παλαιομαγνητικού τους πόλου συμπίπτει με τον γεωγραφικό πόλο και οι παλαιομαγνητικές συντεταγμένες θεωρείται ότι συμπίπτουν με τις γεωγραφικές.

 

Με τις παλαιομαγνητικές μεθόδους επιδιώκεται η λύση πολύ σημαντικών γεωφυσικών προβλημάτων, όπως είναι η μελέτη της αιώνιας μεταβολής του γεωμαγνητικού πεδίου στο παρελθόν, η αναστροφή του γεωμαγνητικού πεδίου, η μετάθεση των ηπείρων και η επέκταση των ωκεανών.

Ο ΑΡΧΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ αποτελεί κλάδο του παλαιομαγνητισμού και έχει ως αντικείμενο μελέτης το μαγνητικό πεδίο της Γης και τις μεταβολές του στα προιστορικά και ιστορικά χρόνια. Βασιζεται στην αρχή ότι τα μαγνητικά ορυκτά που περιέχονται στην ψημένη άργιλο μπορούν να καταγράψουν την διεύθυνση και την ένταση του ΓΜΠ όταν ψυχθούν από υψηλές σε χαμηλές θερμοκρασίες.

 

Η άργιλος περιέχει αρχικά ενώσεις σιδήρου, οι οποίες, κατά τη θέρμανσή της μετατρέπονται σε αιματίτη που αποκτάει θερμομαγνήτιση από το μαγνητικό πεδίο που επικρατεί κατά το χρόνο της θέρμανσης. Η μαγνήτιση αυτή σταθεροποιείται μετά, κατά τη ψύξη του αντικειμένου κάτω από το σημείο Curie.

Σε αρχαιολογικά αντικείμενα που δε μετατέθηκαν από το χρόνο της κατασκευής τους μπορούμε να προσδιορίσουμε τόσο την έγκλιση, όσο και την απόκλιση του αρχαιομαγνητικού πεδίου.

Στις περιπτώσεις κατά τις οποίες τα αντικείμενα μετατέθηκαν, αλλά γνωρίζουμε ότι κατά το χρόνο της κατασκευής τους ήταν κατακόρυφα, μπορούμε να υπολογίσουμε μόνο την έγκλιση.

 

Από τις πρώτες παλαιομαγνητικές μετρήσεις παρατηρήθηκε ότι πολλά πετρώματα έχουν παραμένουσα μαγνήτιση αντίθετης φοράς από αυτή της έντασης του παρόντος μαγνητικού πεδίου.

Υπήρξαν, εποχές κατά τις οποίες ο βόρειος μαγνητικός πόλος που είναι σήμερα αρνητικός, ήταν κάποτε θετικός.

Το φαινόμενο αυτό είναι βασικό χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου της Γης και κάθε θεωρία γένεσης του πεδίου, όπως η θεωρία της αυτοδιεγειρόμενης γεννήτριας, πρέπει να βρίσκεται σε συμφωνία με το στοιχείο αυτό.

H αναστροφή του μαγνητικού πεδίου γίνεται ανά 200.000 χρόνια κατά μέσο όρο, αν και μικρότερης διάρκειας αναστροφές παρατηρούνται συχνά. 

Σήμερα γνωρίζουμε ότι τα πετρώματα των ωκεανών αποτελούνται από διαδοχικά τμήματα τοποθετημένα χρονολογικά κατά την κατακόρυφη διεύθυνση καθώς και κατά ορισμένη οριζόντια διεύθυνση.

Η μαγνήτιση κάθε στρώματος έχει φορά αντίθετη της φοράς του προηγούμενου και του επόμενου στρώματος

Αυτό δείχνει ότι η πολικότητα του μαγνητικού πεδίου της Γης εμφάνισε διάφορες αναστροφές στο παρελθόν, οι οποίες έχουν αποτυπωθεί στον επεκτεινόμενο ωκεάνιο πυθμένα.

Προσδιορίσθηκε η θέση του γεωγραφικού πόλου στην επιφάνεια της Γης με καθορισμό του μέσου γεωμαγνητικού πόλου, για διάφορα χρονικά διαστήματα της γεωλογικής ιστορίας της Γης.

Βρέθηκε ότι οι γεωμαγνητικοί πόλοι (άρα και οι γεωγραφικοί πόλοι) μετατίθενται με μια μέση ταχύτητα της τάξης των 2cm το χρόνο.

Αυτή η φαινόμενη μετάθεση των πόλων μπορεί να αποδοθεί σε μετάθεση των μαζών της Γης, όπως είναι η διαφορική περιστροφή του πυρήνα σε σχέση με το μανδύα, κλπ.

Είναι, όμως, γνωστό από μετρήσεις που έγιναν σε διάφορες περιοχές της Γης ότι οι προσδιορισμένες τροχιές των πόλων είναι διαφορετικές.

α) Θέσεις των βόρειων παλαιομαγνητικών πόλων των τμημάτων της Γκοντβάνα μεταξύ ανώτερου Λιθανθρακοφόρου και κατώτερου Ιουρασικού, χρησιμοποιώντας σύστημα συντεταγμένων που αναφέρεται στη σημερινή θέση της Δυτικής Αφρικής.

β) Κατανομή των ίδιων παλαιομαγνητικών πόλων, αφού η θέση τους διορθώθηκε με βάση τα διαθέσιμα γεωτεκτονικά μοντέλα.