หินแม่เหล็ก

ลา หินแม่เหล็ก และแรงแม่เหล็กของหินสัมพันธ์กับแรงแม่เหล็กของแร่ธาตุ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจวิธีการสำรวจธรณีฟิสิกส์ด้วยแม่เหล็ก แร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินส่วนใหญ่มีความไวต่อแม่เหล็กต่ำมาก และสาเหตุที่หินเป็นแม่เหล็กก็เพราะว่าสัดส่วนของแร่ธาตุแม่เหล็กที่พวกมันมีอยู่นั้นมักจะมีน้อย มีเพียงสองกลุ่มธรณีเคมีเท่านั้นที่ให้แร่ธาตุและแม่เหล็กเหล่านี้แก่หิน

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับหินแม่เหล็ก คุณลักษณะของแม่เหล็กของแร่ธาตุ

หินแม่เหล็กคืออะไร

กลุ่มเหล็ก-ไททาเนียม-ออกซิเจนมีสารละลายที่เป็นของแข็งของแร่ธาตุแม่เหล็กจำนวนหนึ่งตั้งแต่แมกนีไทต์ (Fe3O4) ไปจนถึงอัลโวสปิเนล (Fe2TiO4) เหล็กออกไซด์เฮมาไทต์ (Fe2O3) ที่พบได้ทั่วไปอีกประเภทหนึ่งคือสารต้านเฟอโรแมกเนติก ดังนั้นจึงไม่ทำให้เกิดความผิดปกติของแม่เหล็ก ฐานเหล็กกำมะถันให้แร่ไพร์โรไทต์แม่เหล็ก (FeS1 + x, 0 ซึ่งมีอุณหภูมิคูรี 578 องศาเซลเซียส

แม้ว่าขนาด รูปร่าง และการกระจายของอนุภาคแมกนีไทต์ในหินจะส่งผลต่อคุณสมบัติของแม่เหล็ก แต่ก็ควรจำแนกพฤติกรรมแม่เหล็กของหินตามปริมาณแมกนีไทต์โดยรวม

ประเภทของหินแม่เหล็ก

เนื่องจากหินอัคนีมีปริมาณค่อนข้างสูง หินอัคนีพื้นฐานจึงมักเป็นหินแม่เหล็ก สัดส่วนของแมกนีไทต์ในหินอัคนีจะลดลงตามความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นแม้ว่าหินอัคนีที่เป็นกรดจะมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กต่างกัน แต่สมบัติทางแม่เหล็กของหินอัคนีมักจะต่ำกว่าหินทั่วไป

ลักษณะทางแม่เหล็กของหินแปรก็แปรผันเช่นกัน หากความดันบางส่วนของออกซิเจนต่ำ แมกนีไทต์จะถูกดูดกลับและเหล็กและออกซิเจนจะรวมตัวกับเฟสของแร่ธาตุอื่นๆ เมื่อระดับการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ความดันบางส่วนของออกซิเจนที่ค่อนข้างสูงสามารถนำไปสู่การก่อตัวของแมกนีไทต์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นแร่เสริมในปฏิกิริยาแปรสภาพ

โดยทั่วไป ปริมาณแมกนีไทต์และความอ่อนไหวทางแม่เหล็กของหินจะแตกต่างกันอย่างมาก และอาจมีความเหลื่อมล้ำกันมากระหว่างลิธโทโลจีที่แตกต่างกัน เมื่อไหร่ ความผิดปกติทางแม่เหล็กพบได้ในบริเวณที่มีตะกอนปกคลุม ความผิดปกติมักเกิดจากหินอัคนีที่อยู่เบื้องล่างหรือชั้นใต้ดินที่แปรสภาพหรือตะกอนที่ล่วงล้ำ

สาเหตุทั่วไปของความผิดปกติของสนามแม่เหล็ก ได้แก่ เขื่อน รอยเลื่อน รอยพับหรือการตัดปลาย และกระแสลาวา การบุกรุกพื้นฐานจำนวนมาก หินชั้นใต้ดินที่แปรสภาพ และวัตถุแร่แมกนีไทต์ ขนาดของความผิดปกติทางแม่เหล็กมีตั้งแต่สิบ nT ในห้องใต้ดินที่แปรสภาพลึกไปจนถึงหลายร้อย nT ในร่างกายที่รบกวนพื้นฐาน และขนาดของแร่ธาตุแมกนีไทต์สามารถสูงถึงหลายพัน nT

สนามแม่เหล็กและความสำคัญ

หลังจากรวบรวมข้อมูลมาสามปี จนถึงตอนนี้ก็มีการเผยแพร่ แผนที่เชิงพื้นที่ความละเอียดสูงสุดของสนามแม่เหล็กธรณีธรณีของโลก ชุดข้อมูลนี้ใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองแบบใหม่เพื่อรวมผลการวัดจากดาวเทียม Swarm ของ ESA กับข้อมูลในอดีตจากดาวเทียม CHAMP ของเยอรมัน ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถดึงสัญญาณแม่เหล็กขนาดเล็กจากชั้นนอกของโลกได้ สีแดงหมายถึงพื้นที่ที่สนามแม่เหล็กธรณีธรณีเป็นค่าบวกและสีน้ำเงินหมายถึงบริเวณที่สนามแม่เหล็กของธรณีธรณีมีค่าเป็นลบ

Rune Floberghagen หัวหน้าภารกิจ Swarm ของ ESA กล่าวในแถลงการณ์ว่า “การเข้าใจเปลือกโลกของดาวฤกษ์แม่ของเรานั้นไม่ง่ายเลย เราไม่สามารถใช้เพื่อวัดโครงสร้าง องค์ประกอบ และประวัติของมันได้. การวัดจากอวกาศมีค่ามาก เนื่องจากเป็นการอธิบายโครงสร้างแม่เหล็กของเปลือกแข็งของโลกเรา

ในการประชุม Swarm Science Conference ที่แคนาดาในสัปดาห์นี้ แผนที่ใหม่แสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างละเอียดในพื้นที่นี้ด้วยความแม่นยำมากกว่าการสร้างใหม่โดยใช้ดาวเทียมครั้งก่อน ซึ่งเกิดจากโครงสร้างทางธรณีวิทยาในเปลือกโลก

ความผิดปกติอย่างหนึ่งเกิดขึ้นในสาธารณรัฐอัฟริกากลางซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่บังกี ซึ่งสนามแม่เหล็กมีความคมชัดและแข็งแกร่งกว่ามาก สาเหตุของความผิดปกตินี้ยังไม่ชัดเจน แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าอาจ เป็นผลมาจากอุกกาบาตเมื่อกว่า 540 ล้านปีก่อน

สนามแม่เหล็กอยู่ในสถานะฟลักซ์ถาวร การเลื่อนแม่เหล็กเหนือและขั้วเปลี่ยนทุกสองสามแสนปี ดังนั้นเข็มทิศจะชี้ไปทางใต้แทนที่จะเป็นทิศเหนือ

ขั้วแม่เหล็ก

เมื่อการระเบิดของภูเขาไฟทำให้เกิดเปลือกโลกใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ตามพื้นทะเล แร่ธาตุที่อุดมด้วยธาตุเหล็กในหินหนืดที่แข็งตัวจะหันไปทางทิศเหนือของแม่เหล็ก ซึ่งจะจับภาพ "ภาพรวม" ของสนามแม่เหล็กที่พบเมื่อหินเย็นตัวลง

เมื่อขั้วแม่เหล็กเคลื่อนที่ไปมาตามกาลเวลา แร่ธาตุที่แข็งตัวจะก่อตัวเป็น 'ขอบ' บนพื้นทะเลและเป็นบันทึกประวัติศาสตร์แม่เหล็กของโลก. แผนที่ล่าสุดของ Swarm ทำให้เราได้เห็นภาพรวมที่ไม่เคยมีมาก่อนของริบบิ้นที่เกี่ยวข้องกับการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งสะท้อนจากสันเขาที่อยู่กลางมหาสมุทร

“แถบแม่เหล็กเหล่านี้เป็นหลักฐานของการกลับขั้วแม่เหล็ก และการวิเคราะห์รอยเท้าแม่เหล็กบนพื้นทะเลสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงในอดีตในสนามแม่เหล็กของแกนกลางได้ พวกเขายังช่วยในการศึกษาการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก” Dhananjay Ravat จากมหาวิทยาลัยเคนตักกี้กล่าว

แผนที่ใหม่กำหนดลักษณะของสนามแม่เหล็ก ยาวได้ถึงประมาณ 250 กิโลเมตร และจะช่วยตรวจสอบธรณีวิทยาและอุณหภูมิของเปลือกโลก

หินแม็กมาติกก็มีความสำคัญเช่นกันในแง่ของหินแม่เหล็ก และจำเป็นต้องคำนึงว่าภายในโลกมีธาตุเหล็กอยู่เป็นจำนวนมาก

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหินแม่เหล็ก ความสำคัญ และขั้วแม่เหล็กของโลก