Questão:
Como as polaridades paleomagnéticas são determinadas?
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
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Em perfis magnetoestratigráficos, vários crons são distinguidos com polaridade normal ou invertida, com o pólo norte magnético no pólo geográfico norte e sul, respectivamente.

Como e por que essas polaridades podem ser determinadas? Observe que não estou atrás das razões da mecânica quântica para o magnetismo, mas sim de como as rochas armazenam a orientação magnética e como essa informação pode ser posteriormente recuperada da rocha.

Esses são [crons de polaridade] (https://en.wikipedia.org/wiki/Polarity_chron)? (Não é minha área de forma alguma ...)
sim, eles são, um cron em geral é um intervalo de tempo estratigráfico entre eventos claramente identificáveis, como inversões de polaridade.
Dois respostas:
#1
+7
Pont
2014-04-17 12:10:12 UTC
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Esta é uma grande questão: essencialmente se traduz em ‘como fazemos paleomagnetismo’? Tentarei fornecer uma breve visão geral e links para explicações mais detalhadas. Também vou me concentrar no "como" e deixar o "por quê" para outra pessoa (talvez seja melhor dividir em uma pergunta separada?). Para registrar o campo geomagnético, você precisa de três coisas:

  1. Um mineral ferromagnético - isto é, um que pode ser magnetizado como uma agulha de bússola.
  2. Uma situação em que grãos deste mineral pode ter sua magnetização alinhada com o campo terrestre.
  3. Um evento que bloqueia a magnetização no lugar, uma vez que esteja alinhada.

Há um número surpreendente de maneiras que (2) e (3) podem acontecer, mas para esta resposta vou apenas descrever os dois que tendem a ser mais úteis: magnetização remanescente térmica (TRM) e magnetização remanente deposicional (DRM).

A magnetização remanescente térmica é induzida quando uma rocha resfria de um estado quente (geralmente fundido). Aqui, (2) ocorre porque, acima de uma determinada temperatura chamada temperatura de bloqueio , a magnetização de um mineral é capaz de mudar livremente para se alinhar com o campo magnético da Terra. Conforme a rocha esfria, torna-se mais difícil para a magnetização se alinhar e, eventualmente, ela é travada no lugar.

A magnetização remanente deposicional ocorre em sedimentos e é induzida quando grãos de um mineral magnético caem através da coluna de água e pousar no fundo do mar (ou no fundo do lago). Enquanto estão na coluna d'água, os grãos ficam livres para se mover e se alinhar com o campo geomagnético. Uma vez no fundo, eles gradualmente ficam enterrados em mais camadas de sedimentos, fixando sua orientação original.

Em princípio, recuperar o campo registrado de um pedaço de rocha é muito simples: você registra a orientação da rocha, corta ou perfura a partir de sua situação atual e, em seguida, mede seu campo magnético em um magnetômetro de laboratório. Em um mundo ideal, o campo que você mede corresponderia ao campo magnético da Terra quando a rocha foi formada. Na prática, raramente é tão simples, e pode ser necessário usar tratamento térmico ou desmagnetização de campo alternado para 'descascar' magnetizações mais fracas que foram colocadas em camadas sobre a magnetização original ao longo dos anos.

Isso A resposta é uma simplificação grosseira e encobre uma grande quantidade de teoria, detalhes práticos e complicações possíveis. Para mais detalhes, gostaria de encaminhá-los para dois excelentes livros que (graças à magnanimidade de seus autores) estão disponíveis gratuitamente online:

Tauxe, L., Banerjee, SK, Butler, RF e van der Voo , R. (2014). Essentials of Paleomagnetism , terceira edição da web. http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/Essentials/ (acessado em 17/04/2014)

Butler, R. F., (2004). Paleomagnetismo: Domínios Magnéticos para Terranos Geológicos . edição eletrônica. http://www.geo.arizona.edu/Paleomag/book/ (acessado em 17/04/2014)

Tauxe et al. (2014) é mais recente e mais extenso; Butler (2004) é uma reimpressão eletrônica de um livro de 1992, mas ainda é um excelente trabalho introdutório e fornece (a meu ver) uma introdução um pouco mais suave do que Tauxe et al. (2014). (Embora muitos avanços tenham sido feitos desde 1992, a teoria e as técnicas básicas não mudaram.)

Se você estiver interessado nos detalhes de como as técnicas são realmente aplicadas, você pode querer dar uma olhada em:

Richter, C., Acton, G., Endris, C. e Radsted, M. (2007). Manual para paleomagnetistas de bordo . ODP Technical Note 34, Texas A&M University, College Station, Texas, EUA: Programa de Perfuração Oceânica. http://www-odp.tamu.edu/publications/tnotes/tn34/TNOTE_34.PDF (acessado em 17/04/2014)

Acho que você respondeu muito bem à pergunta 'por que', eu não estava atrás das causas físicas / mecânicas quânticas para o magnetismo em primeiro lugar, mas por que as rochas podem armazenar a orientação magnética como resultado. Editou minha pergunta para maior clareza.
#2
+6
hugovdberg
2014-04-17 01:52:54 UTC
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O campo paleomagnético é registrado inicialmente por minerais com um dipolo magnético, que está alinhado com o campo magnético circundante, desde que a temperatura esteja acima do chamado Ponto de Curie. Quando esses minerais esfriam abaixo dessa temperatura, o dipolo é 'congelado' e fixado até que o mineral seja exposto novamente a uma temperatura mais alta. Minerais diferentes têm seu Ponto Curie em temperaturas diferentes, então raramente você encontrará uma rocha com uma única orientação paleomagnética.

Para medir posteriormente essa orientação, na maioria das vezes, amostras de núcleos são perfuradas na rocha, registrando cuidadosamente o original orientação do núcleo e analisada em um magnetômetro. Este dispositivo é protegido dos campos magnéticos circundantes, que são invariavelmente mais fortes do que o dipolo magnético armazenado na amostra. Aquecendo a amostra ou expondo-a a um campo eletromagnético, o campo magnético na amostra é detectado.

Após isso ser determinado, deve-se reconstruir cuidadosamente a paleo-orientação da amostra no momento em que o campo magnético foi capturado, reconstruindo a história tectônica da amostra, que pode incluir dobramento regional ou falha, ou rotação de placas.

Algumas pequenas correções: o dipolo geralmente fica 'congelado' não no ponto Curie, mas a uma temperatura mais baixa chamada de temperatura de bloqueio - [mais detalhes aqui] (http://earthref.org/MAGIC/books/Tauxe/ Essentials / WebBook3ch7.html # x9-590007.4). Além disso, embora o aquecimento e o tratamento de campo alternado sejam práticas de laboratório padrão, eles não são usados ​​para detectar a magnetização da amostra - em vez disso, eles são usados ​​para desmagnetizar parcialmente uma amostra antes da medição da magnetização restante em um magnetômetro.


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