The magnetilised kivid ja kivimite magnetism on seotud mineraalide magnetismiga, mis on magnetgeofüüsikaliste uurimismeetodite mõistmisel väga oluline. Enamikul kivimit moodustavatel mineraalidel on väga madal magnetiline vastuvõtlikkus ja kivimite magnetilisuse põhjus on see, et neis sisalduvate magnetiliste mineraalide osakaal on tavaliselt väike. Ainult kaks geokeemilist rühma pakuvad kivimeid nende mineraalide ja magnetilisusega.
Selles artiklis räägime teile kõike, mida peate teadma magnetiliste kivimite ja nende mineraalide magnetilisuse omaduste kohta.
Mis on magnetilised kivimid
Raud-titaan-hapniku rühmas on mitmete magnetiliste mineraalide tahked lahused alates magnetiidist (Fe3O4) kuni ulvöspinelini (Fe2TiO4). Teine levinud raudoksiidi hematiidi tüüp (Fe2O3) on antiferromagnetiline ega põhjusta seetõttu magnetilisi kõrvalekaldeid. Raua-väävli alus annab magnetilise mineraali pürrotiidi (FeS1 + x, 0 mille Curie temperatuur on 578 °C.
Kuigi magnetiidiosakeste suurus, kuju ja jaotus kivimis mõjutavad selle magnetilisi omadusi, on kivimi magnetilist käitumist mõistlik klassifitseerida selle üldise magnetiidisisalduse alusel.
Magnetiliste kivimite tüübid
Oma suhteliselt suure magnetiidisisalduse tõttu on aluselised tardkivimid sageli magnetilised kivimid. Magnetiidi osakaal tardkivimites väheneb happesuse suurenedes, seega kuigi happelistel tardkivimitel on erinevad magnetilised omadused, on nende magnetilised omadused tavaliselt madalamad kui aluseliste kivimite omad.
Ka metamorfsete kivimite magnetilised omadused on muutlikud. Kui hapniku osarõhk on madal, imendub magnetiit uuesti ning raud ja hapnik ühinevad metamorfismi astme kasvades teiste mineraalsete faasidega. Hapniku suhteliselt kõrge osarõhk võib aga viia magnetiidi tekkeni, mis toimib moondereaktsioonis abimineraalina.
Üldiselt on kivimite magnetiidisisaldus ja magnetiline vastuvõtlikkus väga erinev ning erinevate litoloogiate vahel võib olla märkimisväärne kattumine. Millal setetega kaetud aladel täheldatakse magnetanomaaliaid, anomaaliaid põhjustavad tavaliselt all olevad tardkivimid või moondealused või pealetungivad setted.
Magnetiliste anomaaliate levinumate põhjuste hulka kuuluvad tõkked, rikked, kurrud või kärped ja laavavoolud, suur hulk põhilisi sissetungeid, moondealuseid kivimeid ja magnetiidi maagikehasid. Magnetilise anomaalia suurusjärk ulatub kümnetest nT-st sügavas moondealuses kuni sadade nT-ni põhilises sissetungivates kehas ja magnetiitmineraalide suurus võib ulatuda mitme tuhande nT-ni.
Magnetväli ja tähtsus
Pärast kolme aastat kestnud andmete kogumist on see seni avaldatud Maa litosfääri magnetvälja kõrgeima eraldusvõimega kosmosekaart. Andmekogum kasutab uut modelleerimistehnikat, et kombineerida ESA Swarmi satelliidi mõõtmistulemusi Saksa CHAMP satelliidi ajalooliste andmetega, mis võimaldab teadlastel eraldada pisikesi magnetilisi signaale Maa väliskihtidest. Punane tähistab piirkondi, kus litosfääri magnetväli on positiivne, ja sinine piirkondi, kus litosfääri magnetväli on negatiivne.
ESA Swarmi missiooni juht Rune Floberghagen ütles avalduses: "Meie ematähe koort pole lihtne mõista. Me ei saa seda kasutada lihtsalt selle struktuuri, koostise ja ajaloo mõõtmiseks.. Kosmosest tehtud mõõtmised on väga väärtuslikud, kuna need kirjeldavad meie planeedi jäiga kesta magnetstruktuuri.
Sel nädalal Kanadas toimunud Swarm Science Conference'il näitas uus kaart maakoore geoloogilisest struktuurist põhjustatud üksikasjalikke muutusi valdkonnas varasematest satelliidipõhistest rekonstruktsioonidest suurema täpsusega.
Üks anomaaliatest leidis aset Kesk-Aafrika Vabariigis, mille keskus on Bangui, kus magnetväli on oluliselt teravam ja tugevam. Selle anomaalia põhjus pole veel selge, kuid mõned teadlased oletavad, et see võib juhtuda olla meteoriidi löögi tagajärg enam kui 540 miljonit aastat tagasi.
Magnetväli on püsiva voo olekus. Magnetiline põhi nihkub ja polaarsus nihkub iga paarisaja tuhande aasta tagant, seega näitab kompass põhja asemel lõunasse.
Magnetpoolused
Kui vulkaaniline tegevus tekitab uue maakoore, peamiselt piki merepõhja, on tahkunud magmas olevad rauarikkad mineraalid suunatud magnetilise põhja poole, jäädvustades nii kivimi jahtumisel leitud magnetvälja "hetktõmmise".
Kuna magnetpoolused liiguvad aja jooksul edasi-tagasi, tahkunud mineraalid moodustavad merepõhja "ääred" ja annavad ülevaate Maa magnetilise ajaloo kohta. Swarmi uusim kaart annab meile enneolematu ülevaate laamtektoonikaga seotud lintidest, mis peegelduvad keset ookeani asuvalt seljandikult.
"Need magnetribad on tõendiks magnetpooluse ümberpööramisest ja merepõhja magnetjalajälje analüüs võib rekonstrueerida südamiku magnetväljas toimunud muutusi. Nad aitavad uurida ka laamtektoonikat, "ütles Dhananjay Ravat Kentucky ülikoolist.
Uus kaart määratleb magnetvälja omadused kuni ligikaudu 250 kilomeetri pikkune ning aitab uurida Maa litosfääri geoloogiat ja temperatuuri.
Magmaatilised kivimid on olulised ka magnetiliste kivimite seisukohalt. Ja tuleb arvestada, et maa sees on palju rauda.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada magnetiliste kivimite, nende tähtsuse ja Maa magnetpooluse kohta.