ΕΞΩΓΗΙΝΟΣ ΠΑΛΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ_2

• Μαγνητισμός στον Άρη

 

Οι μελέτες για τον μαγνητισμό του Άρη έγιναν είτε με απευθείας παρατηρήσεις απο αποστολές είτε από το παλαιομαγνητικό αρχείο των μετεωριτών του όπως θα δόυμε στη συνέχεια.

Η αποστολή του Viking έδειξε ότι το υλικό του εδάφους ήταν μαγνητικό υλικό μαγγεμίτη.
Η αποστολή του Pollack έκανε  ανάλυση αερομεταφερόμενης σκόνης και έδειξε ότι το υλικό ήταν λεπτόκοκκος μαγνητίτης και όχι τιτανιομαγνητίτης, και αυτό εξηγεί την υψηλού κορεσμού μαγνήτιση.
Η αποστολή τουPathfinder έκανε επιπλέον φασματικές αναλύσεις του εδάφους και έδειξαν πως το μαγνητικό υλικό είναι πάλι μαγγεμίτης.

Το εξωτερικό πεδίο είναι ιδιαίτερα μεταβλητό και κυμαίνεται από λίγα nT μέχρι 100 nT πιο σπάνια.
Τα τελευταία χρόνια έγινε μία έρευνα απο τη NASA για να δοθεί μία ερμηνεία για τη μαγνήτιση του Άρη. Η αποστολή έγινε με το NASA’S Mars Global Surveyor(MGS) spacecraft και έδωσε ενδείξεις αναστροφής πολικότητας στο νότιο ημισφαίριο.
Πιο συγκεκριμένα οι μετρήσεις του έδωσαν λωρίδες μαγνητισμένου φλοιού παρόμοιες με του πυθμένα της Γης του 1960. Δημιουργείται το ερώτημα αν η  θεωρία λιθοσφαιρικών πλακών της Γης ισχύει και για τον Άρη.

Οι μπλε λωρίδες δείχνουν την ανάστροφη πολικότητα

Πριν την αποστολή του MGS για την ένταση του μαγνητισμού στον Άρη υπήρχαν  αρχικές προβλέψεις για 5-100 nT.
Τα πρώτα δεδομένα από MGS έδειξαν 55 nT. Δύο μέρες αργότερα έδειξαν 400 nT, ενώ στο Νότιο ημισφαίριο έδειξαν 1600 nT!!!!!

Η κρυστάλλωση των περισσότερων πετρωμάτων νοτίου ημισφαιρίου έγιναν πριν 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Νεότερης ηλικίας ορυκτά δεν έχουν μαγνήτιση, άρα το μαγνητικό πεδίο του Άρη διήρκεσε μόνο κατά τις πρώτες εκατοντάδες έτη από τη δημιουργία του Άρη, όταν η θερμοκρασία του λιωμένου σιδήρου του πυρήνα ίσως ήταν υψηλή ώστε να δώσει γέννεση σε μαγνητικό δυναμό.
Ποτέ δεν υπήρξε μαγνητικό πεδίο στο βόρειο ημισφαίριο γιατί απομαγνητίστηκε λόγω διάφορων προσκρούσεων οι οποίες ήταν και η αιτία της δημιουργίας των λεκανών.

• Shergottites, Nahklites, Classignites (SNC):                                  Οι μετεωρίτες του Άρη

Η προέλευση τους επαληθεύεται από μετρήσεις που έγιναν στην ατμόσφαιρα του Άρη και έχουν παρόμοιο μαγνητισμό με γήινα πετρώματα παρά με δείγματα Σελήνης ή άλλων μετεωριτών.Το παλαιομαγνητικό αρχείο εμπεριέχεται στα ορυκτά : μαγνητίτης, τιτανομαγνητίτης και πυροτίτης.

• Παλαιομαγνητισμός στον Ήλιο

 Το πεδίο του Ηλίου παρουσιάζει πολλές ομοιότητες με το γήινο γιατι και αυτό προέρχεται από δυναμό.
Εμφανίζει αναστροφές πολικότητας, με περίοδο 11 έτη. 
Έχει την προέλευση του στα άνω 20- 30 % της ακτίνας του και αυτή είναι η διαφορά με την γη όπου παράγεται στο πυρήνα.
Ηλεκτρικά αγώγιμο υγρό σε μεταφερόμενο περιστρεφόμενο σώμα μεγεθύνει κάποιο αρχικό μαγνητικό πεδίο.
Το μαγνητικό πεδίο του Ηλίου είναι ευθέως παρατηρήσιμο.  



Ο μαγνητισμός δεν είναι προνόμιο μόνο της Γης, αλλά και άλλων ουρανίων σωμάτων. Σε κάθε περίπτωση όμως διαφέρει ο τρόπος γέννεσης του πεδίου αυτού.

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...

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.

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....

ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΣΟΥΝΑΜΙ ΤΗΣ ΝΟΤΙΑΣ ΑΜΕΡΙΚΗΣ

  

Η Νότια Αμερική έχει πολύπλοκη τεκτονική δομή με τη σεισμοκή της δράση να επικεντρώνεται κυρίως κατά μήκος των ακτών του Ειρηνικού ωκεανού, κυρίως σε ανάστροφα ρήγματα όπου πραγματοποιείται η κατάδυση της πλάκας Νάζκα κάτω απο εκείνη της νοτίου Αμερικής. 

Η σχετική ταχύτητα των δύο πλακών είναι 9.3 cm/.

η υποβύθιση της πλάκας σχηματίζει την οροσειρλα των Άνδεων.

Η σεισμικότητα μίας περιοχής μπορεί να χαρακτηριστεί ως μία ποσότητα της οποίας η τιμή είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερα είναι τα μεγέθη των σεισμών που συμβαίνουν σε αυτή και όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα γένεσης των σεισμών αυτών.

εδώ φαίνονται οι σεισμοί μεγέθους πάνω απο 5.5 της κλίμακας Ρίχτερ.

 

Μάλιστα στη δεύτερη εικόνα φαίνεται μία ζωνώδης κατανομή των σεισμών με τους επιαφνειακούς να κατανέμονται στις ακτές όπου οι πλάκες "τρίβονται" και τους βαθείς να κατανέμονται βαθιά στο εσωτερικό της ηπείρου όπου ακριβώς απο κάτω βρίσκεται σε μεγάλο βάθος η καταδυόμενη πλάκα, γι αυτό και εκει υπάρχουν μόνο σεισμοί βάθους κυρίως.

Το γεγονός ότι δυτικά της Αμερικής βρίσκεται ένας μεγάλος και ανοιχτός ωκεανός, ο Ειρηνικός, και δεδομένου της έντονης τεκτονικής καταπόνισης της περιοχής, ευνοείται ο σχηματισμός τσουνάμι.

τα τσουνάμι που συγκλόνισαν τον κόσμο.

Γενικά ο Ειρηνικός Ωκεανός είναι μια περιοχή η οποία συγκλονίζεται συχνά από σεισμούς και από τσουνάμι. Πάνω από 1200 τσουνάμι έχουν αναφερθεί στον Ειρηνικό από το 47 π.Χ.  

Κύριες περιοχές είναι η Αλάσκα,η Καμτσάτκα και η Νότια Χιλή με υψηλότερο κίνδυνο:  

–Η Βόρεια Καλιφόρνια 

–Η Χαβάη

- Η Χιλή και γενικά το Περού

Περίπου 500.000 θάνατοι ανθρώπων από τσουνάμι έχουν αναφερθεί τα τελευταία 2.000 χρόνια.

Μεγάλα και καταστροφικά τσουνάμι συμβαίνουν κατά μέσο όρο κάθε 25 χρόνια. Τα μεγαλύτερα έλαβαν χώρα: 

–Χιλή 1960 

–Αλάσκα 1964

Το τσουνάμι που προκλήθηκε απο το μεγαλύτερο σεισμό που έχει γίνει στον πλανήτη μας , εκείνον της Χιλής στις 22 Μαϊου 1960 μεγέθους  Μw=9.6 προκάλεσε εκτεταμένες καταστροφές στη Χαβάη ενώ διαδόθηκε και μέχρι της Ιαπωνία σε απόσταση δλδ μέχρι 17000 km.

Για να υπάρχει έγκαιρη προειδοποίηση σε περίπτωση τσουνάμι στην περιοχή του Ειρηνικού, ο ΝΟΑΑ (National Oceanic and Atmospheric Administration) έχει δημιουργήσει ένα κέντρο προειδοποίησης για τσουνάμι (Pacific Tsunami Warning Center). 

Αυτό αποτελείται από ένα διεθνές δίκτυο σεισμολογικών σταθμών και παλιρροιογράφωνσε όλη την πλατφόρμα του Ειρηνικού όπου οι πληροφορίες στέλνονται στο κέντρο που βρίσκεται στην Χαβάη. 

Επίσης μικρότερα κέντρα υπάρχουν στην Ιαπωνία,στην Καμτσατκα,στην Αλάσκα,στη Γαλλική Πολυνησία και στην Χιλή.

Όταν συμβεί ένας σεισμός κάπου στην περιοχή, το κέντρο αμέσως αρχίζει να αναλύει τα δεδομένα ψάχνοντας για σημάδια που να δείχνουν ότι ο σεισμός μπορεί να προκαλέσει τσουνάμι. Οι παλιρροιογράφοι επίσης παρακολουθούνται και αν ανιχνευθεί τσουνάμι μία ειδοποίηση στέλνεται σε όλες τις περιοχές των ακτών του Ειρηνικού. 

Χρειάζεται τουλάχιστον 1 ώρα μέχρι να αναλυθούν όλα τα δεδομένα και να εκδοθεί ειδοποίηση.

Μια πιθανή κατάρρευση του ηφαιστείου των Καναρίων Νήσων στη θάλασσα θα δημιουργούσε τσουνάμι το οποίο θα χτυπούσε τις αμερικανικές ακτές. Στις εικόνες φαίνεται η πορεία του κύματος 30 λεπτά μετά τη δημιουργία του, μία ώρα, τρεις ώρες και έξι ώρες, όταν θα έχει φθάσει στις ακτές. Πολλοί μιλούν για επανάληψη της καταστροφής της Ατλαντίδας...

Περισσότερα για το σχηματισμό των τσουνάμι δείτε εδώ.

Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΗΦΑΙΣΤΕΙΩΝ ΣΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Το 1784 ο Βενιαμίν Φραγκλίνος έκανε αυτό θα γινόταν η πρώτη σύνδεση μεταξύ ηφαιστείων και παγκόσμιου κλίματος, όταν βρισκόταν στο Παρίσι ως ο πρώτος διπλωματικός εκπρόσωπος των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. Παρατήρησε πως κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 1873, το κλίμα ήταν ασυνήθιστα κρύο,

Αυτό που είχε παρατηρήσει ο Βενιαμίν Φραγκλίνος ήταν βέβαια το αποτέλεσμα της ηφαιστειακής δραστηριότητας. Μια κολοσσιαία έκρηξη του ηφαιστειακού συστήματος Laki (μια αλυσίδα από ηφαίστεια στην οποία η λάβα ξεσπά μέσω μιας ρωγμής στο έδαφος και όχι από ένα συγκεκριμένο σημείο) στην Ισλανδία προκάλεσε αυτές τις διαταραχές. Οι εκρήξεις του Laki παρήγαγαν περίπου 14 κυβικά χιλιόμετρα από βασάλτη (λεπτή, μαύρη, ρευστή λάβα) κατά τη διάρκεια περισσοτέρων από οκτώ μηνών δραστηριότητας.

 Ακόμα σημαντικότερα από την άποψη του παγκόσμιου κλίματος ωστόσο, το συμβάν του Laki παρήγαγε επίσης ένα σύννεφο στάχτης που πιθανότατα είχε φτάσει μέχρι τη στρατόσφαιρα. Αυτό το σύννεφο προκάλεσε μια πυκνή καταχνιά στην Ευρώπη που σκοτείνιασε τον Ήλιο, ίσως μέχρι και τη Σιβηρία. Μαζί με τη σκόνη, το εκρηκτικό σύννεφο αποτελούνταν κυρίως από τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του θείου, υδροχλωρίου και αερίων υδροφθορίου. Τα αέρια συνδυάστηκαν με νερό στην ατμόσφαιρα και προκάλεσαν όξινη βροχή, καταστρέφοντας σπαρτά και σκοτώνοντας ζώα σε φάρμες. Οι συνέπειες, βέβαια, ήταν περισσότερο σοβαρές στην Ισλανδία, τελικά περισσότερο από το 75% των κτηνοτροφικών της ζώων και 25% του ανθρώπινου πληθυσμού της πέθαναν από λιμό ή από τις τοξικές επιδράσεις των νεφών που προήλθαν από τις εκρήξεις του Laki. 

Οι συνέπειες επέδρασαν όμως και πολύ μακρύτερα από την Ισλανδία. Θερμοκρασιακά δεδομένα από τις Ηνωμένες Πολιτείες υποδηλώνουν πως είχαν σημειωθεί ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα του 1783 1784. Στην ουσία, η θερμοκρασία μειώθηκε περίπου ένα βαθμό Κελσίου σε ολόκληρο το Βόρειο Ημισφαίριο. Αυτό ίσως να μη φαίνεται πολύ, αλλά είχε τεράστια αποτελέσματα σε όρους αποθεμάτων τροφής και στην επιβίωση των ανθρώπων του Βόρειου Ημισφαιρίου. Για σύγκριση, η παγκόσμια θερμοκρασία της πιο πρόσφατης Εποχής των Παγετώνων ήταν μόνο περίπου πέντε βαθμούς Κελσίου χαμηλότερα από τη θερμοκρασία αυτή.

 Το 1991 η έκρηξη του ηφαιστείου Πινατούμπο στις Φιλιππίνες, προκάλεσε την καταστροφή των παρακείμενων οικισμών, αλλά οι επιδράσεις του ηφαιστείου είχαν αντίκτυπο σε όλο τον κόσμο. Οι εκλύσεις χιλιάδων τόνων τέφρας του ηφαιστείου, μείωσαν την ένταση των ηλιακών ακτίνων.
Για τα πρώτα χρόνια μετά την έκρηξη, η θερμοκρασία παγκόσμια έπεσε κατά 0,5 βαθμούς Κελσίου. Γενικά, οι ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν σημαντική επίδραση στο κλίμα, αλλά για μικρές χρονικές περιόδους

 Υπάρχουν πολλοί λόγοι που εξηγούν γιατί οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν τόσο εκτεταμένα αποτελέσματα στο παγκόσμιο κλίμα. Πρώτον, οι ηφαιστειακές εκρήξεις παράγουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, ένα αέριο που είναι γνωστό ότι συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Τέτοια αέρια θερμοκηπίου παγιδεύουν τη θερμότητα που αντανακλάται από την επιφάνεια της γης σχηματίζοντας ένα είδος μόνωσης γύρω από τον πλανήτη. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι θεμελιώδες για την επιβίωσή μας διότι διατηρεί τη θερμοκρασία του πλανήτη μας σε μια βιώσιμη κλίμακα. 

Παρ' όλα αυτά, υπάρχει αυξανόμενη ανησυχία ότι η παραγωγή μας σε αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα από την καύση φυσικών καυσίμων μπορεί να πιέζει ακόμα περισσότερο το σύστημα, έχοντας ως αποτέλεσμα την υπέρμετρη θέρμανση σε παγκόσμια κλίμακα. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι ηφαιστειακές εκρήξεις προσθέτουν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, αλλά σε σύγκριση με την ποσότητα που παράγεται από ανθρώπινες δραστηριότητες, η επίδρασή τους είναι πρακτικά ασήμαντη: οι ηφαιστειακές εκρήξεις παράγουν περίπου 110 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου κάθε χρόνο, ενώ οι ανθρώπινες δραστηριότητες παράγουν περίπου 10.000 φορές περισσότερη ποσότητα.

Η κατά πολύ σημαντικότερη κλιματική επίδραση των ηφαιστείων οφείλεται στην παραγωγή ατμοσφαιρικής καταχνιάς. Οι στήλες από μεγάλες εκρήξεις εκτοξεύουν σωματίδια στάχτης και πλούσια σε θείο αέρια στην τροπόσφαιρα και τη στρατόσφαιρα και τα σύννεφα αυτά μπορούν να περικυκλώσουν τη γη μέσα σε βδομάδες της ηφαιστειακής δραστηριότητας. Τα μικρά σωματίδια της στάχτης μειώνουν την ποσότητα του ηλιακού φωτός που φτάνει στην επιφάνεια της γης και μειώνουν τις μέσες παγκόσμιες θερμοκρασίες. Τα θειικά αέρια συνδυάζονται με νερό στην ατμόσφαιρα και σχηματίζουν όξινα αεροζόλ που επίσης απορροφούν την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία και τη στέλνουν πίσω στο διάστημα.

Η στάχτη και τα σύννεφα από αέρια και νερό που προέρχονται από μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις διασπείρονται γρήγορα μέσα στην ατμόσφαιρα. Στις 26 και 27 Αυγούστου του 1883, το ηφαίστειο Κρακατόα εξεράγη σε ένα καταστροφικό συμβάν που εκτόξευσε περίπου 20 κυβικά χιλιόμετρα υλικού σε μια στήλη που ήταν περίπου 40 χιλιόμετρα ψιλή. Αμέσως επήλθε σκοτεινιά στα γειτονικά νησιά της Ινδονησίας, στην Ιάβα και τη Σουμάτρα. Λεπτά σωματίδια ωστόσο, παρασύρθηκαν από τα ατμοσφαιρικά ρεύματα προς τη Δύση. Μέχρι το απόγευμα της 28ης Αυγούστου, η καταχνιά από την έκρηξη στο Κρακατόα είχε φτάσει στη Βόρεια Αφρική και μέχρι την 9η Σεπτεμβρίου είχε κυκλώσει τη γη, κάνοντας τον γύρο μερικές ακόμα φορές πριν καθαρίσει από την ατμόσφαιρα.
Αρχικά, οι επιστήμονες πίστευαν πως τα ηφαιστειακά σύννεφα στάχτης στη στρατόσφαιρα ήταν εκείνα που είχαν την κύρια επίδραση στις παγκόσμιες θερμοκρασίες. 

Η έκρηξη του ηφαιστείου El Chichon στο Μεξικό όμως, άλλαξε αυτή την άποψη. Μόλις δύο χρόνια νωρίτερα, η μεγάλη έκρηξη του ηφαιστείου της Αγίας Ελένης είχε μειώσει τις παγκόσμιες θερμοκρασίες κατά περίπου 0,1 βαθμό Κελσίου. Η κατά πολύ μικρότερη έκρηξη του El Chichon αντίθετα, είχε τρεις με πέντε φορές μεγαλύτερο αποτέλεσμα παγκόσμιας θερμοκρασιακής μείωσης. Παρά το μικρότερο σύννεφο στάχτης, το El Chichon εκτόξευσε περισσότερο από σαρανταπλάσια ποσότητα αερίων που ήταν πλούσια σε θείο από όσα είχαν εκτοξευθεί από το ηφαίστειο του όρους της Αγίας Ελένης, κάτι που αποκάλυψε ότι ο σχηματισμός θειικών αεροζόλ στην ατμόσφαιρα έχει πιο ουσιαστικό αποτέλεσμα στις παγκόσμιες θερμοκρασίες από την ποσότητα στάχτης που παράγεται σε μια έκρηξη. Τα θειικά αεροζόλ φαίνεται ότι χρειάζονται αρκετά χρόνια για να φύγουν από την ατμόσφαιρα, κάτι που είναι ένας από τους λόγους που τα αποτελέσματά τους είναι τόσο εκτεταμένα και έχουν τόσο μεγάλη διάρκεια.

Οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν πρόσθετα κλιματικά αποτελέσματα πέρα από τη μείωση της παγκόσμιας θερμοκρασίας και την όξινη βροχή. Η στάχτη και τα αέρια που διατηρούνται στην ατμόσφαιρα διασπούν το φως στο ερυθρό μήκος κύματος, έχοντας συχνά ως αποτέλεσμα υπέροχα χρωματιστά ηλιοβασιλέματα και ξημερώματα σε ολόκληρο τον κόσμο. Τα εντυπωσιακά οπτικά αποτελέσματα του σύννεφου της έκρηξης στο Κρακατόα το 1883 παρατηρήθηκαν σε ολόκληρο τον κόσμο και πιθανότατα ενέπνευσαν πολλούς καλλιτέχνες και συγγραφείς στο έργο τους. Οι φωτοβόλες, παλλόμενες αντανακλάσεις του ερυθρής γραμμής στον ορίζοντα κατά τη Δύση του Ηλίου στον Τάμεση του Λονδίνου, που αποτυπώνονται από τον βρετανό ζωγράφο William Ascroft για παράδειγμα, ίσως να έχουν εμπνευστεί από το αποτέλεσμα της έκρηξης του Κρακατόα.

 Το 1815, το ινδονησιακό ηφαίστειο Tambora προώθησε περισσότερη στάχτη και αέρια στην ατμόσφαιρα από οποιαδήποτε άλλη έκρηξη στην ιστορία και είχε ως αποτέλεσμα σημαντική ατμοσφαιρική ψύξη σε παγκόσμια κλίμακα, παρόμοια με του Κρακατόα μερικές δεκαετίες αργότερα.

•  Η αντίστροφη σχέση του κλίματος με τις ηφαιστειακές εκρήξεις:

 Ερευνητές του GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, διαπίστωσαν, εκτός την επίδραση των ηφαιστείων στο κλίμα της γης, και μία αντίστροφη σχέση: το κλίμα επηρεάζει την ηφαιστειακή δραστηριότητα.

 Οι ερευνητές, ανακάλυψαν ισχυρές ενδείξεις για αυτή τη σχέση από ηφαιστειακές εκρήξεις που έγιναν στον Ειρηνικό Ωκεανό πριν από περίπου 1 εκατομμύρια χρόνια.
Τα βασικά στοιχεία προέκυψαν από την έρευνα με τίτλο: Fluids and Volatiles in Subduction Zones (SFB 574). Για περισσότερο από 10 χρόνια, μέσω του παραπάνω προγράμματος, γίνονται παρατηρήσεις και μετρήσεις των στρωμάτων τέφρας στον πυθμένα των ωκεανών, από εκρήξεις των τελευταίων 460.000 χρονών. Κατά την εξέταση των δειγμάτων εμφανίστηκαν συγκεκριμένα μοτίβα. Υπήρχαν περίοδοι όπου εμφανίζονταν ιδιαίτερα αυξημένες ηφαιστειακές εκρήξεις. Η σύγκριση των περιόδων αυτών με την αντίστοιχη κλιματική ιστορία, παρουσίαζε σημαντική ταύτιση. Οι περίοδοι αυξημένης ηφαιστειακής δραστηριότητας, συνεχίζονται με αύξηση της θερμοκρασίας και μείωση των πάγων.

Για να διευρύνουν το σκοπό των ερευνών, οι επιστήμονες μελέτησαν και άλλους πυρήνες γεωτρήσεων που είχαν ληφθεί από το πρόγραμμα International Integrated Ocean Drilling Program (IODP), όπως και από προηγούμενα προγράμματα. Με αυτό τον τρόπο, κατέγραψαν την ιστορία της γης για περίπου 1 εκατομμύριο χρόνια. Οι ερευνητές ανακάλυψαν με χρήση υπολογιστικών μοντέλων ότι σε περιόδους θέρμανσης του πλανήτη, οι πάγοι λιώνουν με γρήγορους ρυθμούς ενώ το βάρος των ηπείρων μειώνεται αλλά το βάρος των ωκεάνιων πλακών αυξάνει. Κάτι τέτοιο όμως αλλάζει το καθεστώς των τάσεων στο μανδύα της γης, ανοίγοντας νέα σημεία εισόδου μάγματος στην επιφάνεια της γης.