古地磁學

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古地磁學是一個科技名詞。

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目錄

名詞解釋

地質學分支學科，通過測定岩石和某些古物的天然剩餘磁性，分析它們的磁化歷史，研究導致它們磁化的地磁場的特徵的一門學科。其中以古物（如古陶器和古磚瓦）為對象研究史前期地磁場特徵的稱為考古地磁學。

發展歷史

古地磁學的研究始於19世紀中葉。德萊斯(A.Deles-se,1849)和梅洛尼（M.Melloni,1853）分別對岩石天然剩磁的方向進行了研究，發現這些近代熔岩是沿着地磁場方向磁化的。1899年福爾蓋賴特（G.Folgheraiter）把這種研究擴展到測定古陶器和古磚的天然剩磁，也得到了相同的結果。1925年謝瓦利埃（R.Chevallier）通過研究埃特納火山熔岩的剩磁變化，追溯了過去2000年間地磁場的長期變化。達維德（P.David,1904）和布容(B.Brunhes,1906)最先從熔岩中發現了磁化方向與現代地磁場方向相反的岩石，為地磁場倒轉學說提供了最早的事實依據。到了20世紀50年代，古地磁的研究不僅在古地磁場而且在構造地質學和地層學中都得到了廣泛應用，並發展成為地磁學的一個重要分支，稱為古地磁學。60年代以來，隨着技術的進步和各種國際性研究項目的開展，古地磁學的研究得到了蓬勃的發展，並取得一些重大成果。

假設

古地磁研究主要建立在下列兩個假設基礎上：

(1)岩石的原生剩磁方向與形成岩石時的地磁場方向一致，研究岩石的原生剩磁就能推測岩石形成時的地磁場方向。

(2)古地磁場是軸向地心偶極場。

實測記錄表明，地磁極有圍繞地理極作周期性運動的趨勢，其運動的周期可能為104～105年。上新世以來的岩石磁性的測量表明，在最近的500萬年期間，地磁極是均勻分布在地理極四周的，其平均位置與現代地理極重合。

原理

由於同一時期生成的岩石不管其處於地球上的哪一部分，它們所獲得的磁性都是由當時的地磁場所決定的，彼此相關聯，且具有全球一致性。因此，可以通過各種古地磁參數，如偏角、傾角、古極位置和古緯度等的測定，推算出各岩石之間在時間空間上的相互關係。如果這些岩石獲得磁性以後，經歷了某種地質事件，如構造運動等，就將引起它們的各種古地磁參數發生變化。通過對這些變化的分析，可以追溯它們所經歷的地質事件。地磁場可以近似為一個置於地心的偶極子磁場。地磁學的研究指出，近400年來的實測記錄表明,地磁極有圍繞地理極做周期性運動的趨勢,其運動的周期可能為104～105年。上新世以來的岩石剩餘磁性的測量結果表明,在最近500萬年期間，地磁極是均勻分布在地理極四周的，其平均位置與現代地理極重合。因此，可以根據各個年代的岩石剩磁的測量結果,計算出古地磁極的位置,並用以代表地理極位置。這就是說，地心偶極子的磁軸與地球的轉軸重合。這就是著名的軸向地心偶極子假說。它是古地磁學中的一個非常重要的基本假說。

在地球上任何地方，相同年代生成的岩石所獲得的磁化的方向與當時當地的地磁場方向基本上是一致的。由這些磁化方向推算出的磁極位置就是當時的地磁極位置，而且所有岩石的磁化方向應該對應同一個磁極位置。如果某些岩石在磁化以後，地理位置發生了變化，如發生了地塊的漂移，或在原地發生了水平面內的轉動，那麼保存在岩石內部的磁化方向也將隨之改變其空間方位。因此，從磁化方向的易位可反推地塊或地理位置的變動。 　利用某地某個地質年代的岩石標本可以測定其剩磁方向，進而確定出這個年代該地的磁偏角D和磁傾角I。已知岩石標本產地的地理緯度嗘 和經度λ, 由下列球面三角公式可以算出相應的磁極位置,其中嗘p和λp分別為磁極的緯度和經度。