pozostałość magnetyczna naturalna

pozostałość magnetyczna naturalna, ang. Natural Remanent Magnetization (NRM),

pozostałość magnet. uzyskana przez skały w ziemskim polu magnet. podczas ich powstawania i w czasie historii geol.;

pozostałość, którą skała uzyskała podczas powstawania, jest zw. pierwotną, składowe uzyskane później — składowymi wtórnymi; n.p.m. zachowuje kierunek ziemskiego pola magnetycznego.

W skałach magmowych pozostałość pierwotna jest składową pochodzenia termicznego TRM (ang. Thermal Remanent Magnetization); powstaje podczas stygnięcia skały w ziemskim polu magnet. od temperatur przewyższających temp. Curie (T_C) zawartych w niej minerałów magnet.; najważniejsze z nich to tlenki żelaza: magnetyt Fe₃O₄ (T_C 585°C), hematyt α-Fe₂O₃ (T_C 675°C), wodorodotlenki żelaza, np. getyt FeOOH (T_C ok. 150°C) i siarczki żelaza, np. pirotyn (T_C 325°C); podczas przekraczania temp. T_C momenty magnet. ziaren odpowiednich minerałów zostają „zamrożone” zgodnie z kierunkiem panującego pola. Skały osadowe powstające w temperaturze otoczenia uzyskują osadową (detrytyczną) pierwotną pozostałość magnet. DRM (ang. Detritic Remanent Magnetization); ziemskie pole magnet. jest tu czynnikiem porządkującym momenty magnet. osadzających się ziaren. Podczas historii geol. skały ulegają działaniu różnych czynników fizykochemicznych powodującym powstanie w nich wtórnych składowych pozostałości. Jeżeli skała ulegnie powtórnemu ogrzaniu do temperatury przewyższającej T_C jej minerałów, to powstanie wtórna TRM, o kierunku zgodnym z kierunkiem panującego wtedy pola; jeżeli temperatura ogrzania będzie niższa — skała uzyska częściową składową termiczną PTRM (ang. Partial Thermal Remanent Magnetization); może być ona związana z minerałami pierwotnymi lub z minerałami wtórnymi powstałymi z minerałów pierwotnych w wyniku wzrostu temperatury i dopływu roztworów mineralnych, które powodują zmiany składu chem. minerałów pierwotnych (metasomatoza). Podczas długotrwałego przebywania w ziemskim polu magnet. w temperaturze pokojowej skały uzyskują często lepką pozostałość magnet. o kierunku zbliżonym do kierunku współcz. pola magnet. VRM (ang. Viscous Remanent Magnetization), którą na ogół można łatwo usunąć w laboratorium. Po krótkotrwałym działaniu silnego pola magnet. skała uzyskuje pozostałość izotermiczną IRM (ang. Isothermal Remanent Magnetization); ma to miejsce na ogół w laboratoriach, a w przyrodzie — w skałach, w które uderzył piorun. Znajomość n.p.m. pozwala na odtworzenie kierunku dawnego pola magnet. Ziemi (paleomagnetyzm, archeomagnetyzm).

N.p.m. skał ulega procesom relaksacyjnym — uporządkowanie magnet. zanika wraz z upływem czasu; czas relaksacji τ, czyli czas, po którym namagnesowanie J_r maleje do J_r/e (gdzie e jest podstawą logarytmu naturalnego), zależy od wielkości ziaren; dla ziaren bardzo drobnych (średnica rzędu nm) i dużych (średnica rzędu mm) czas relaksacji jest krótki, nawet rzędu sekund lub minut. Dla badań paleomagnet. największe znaczenie mają ziarna o wielkościach między ok. 0,1 µm i 200–300 µm, o czasach relaksacji sięgających 4,5 ·10⁹ lat. N.p.m. mierzy się za pomocą różnego rodzaju magnetometrów.

Magdalena Kądziałko-Hofmokl

Bibliografia

M. Westphal Paleomagnetyzm i własności magnetyczne skał, Warszawa 1993.

R.T. Merril, M.W. McElhinny, P.L. McFadden The Magnetic Field of the Earth, San Diego–London 1996;

J.D. Dunlop, Ö. Özdemir Rock Magnetism, Cambridge 1997;

M.W. McElhinny, P.L. McFadden Paleomagnetism, San Diego–London 2000.