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古地磁,又稱自然剩磁。地史時期的地磁。是指人類史前(地質年代)和史期的地磁場。古地磁場的研究以岩石磁性的測量為基礎。

1 古地磁 -地磁介紹

      各地質時代的岩石常有一定的磁性,指示其生成時期的磁極方向。岩漿岩中帶磁性礦物所表示的磁性,稱熱剩磁;沉積岩中帶磁性物質所表示的磁性,稱沉積剩磁。利用古地磁可了解地球的長期變化,測定一個板塊上的地極游移及一個地區的磁極倒向,並用以對比岩石形成的時代。

古地磁是指人類史前(地質年代)和史期的地磁場。古地磁場的研究以岩石磁性的測量為基礎。

現代地磁場的記錄不超過400年,這在很大程度上限制了人們對地球基本磁場和長期變化規律的認識。地殼各處的岩石含有或多或少的各種磁性礦物,在冷卻或沉積過程中被地磁場磁化,記錄下岩石形成時期地磁場的方向和強度,其中一部分磁性穩定的岩石,在漫長的地質時期,完整地保留了這種記錄。同理,古磚、古瓷器、爐灶等原始焙燒物在它冷卻時也被當時的地磁場磁化,於是記錄了人類史期的地磁場。這些珍貴資料擴大了人們對地磁場變化的認識。

岩石和原始焙燒物在其形成后的漫長時期,由於各種物理、化學作用,難免產生次生磁化。清除岩石的次生磁化,保留穩定的原生磁化,這項工作叫做磁清洗。由於古地磁場的方向和強度很難測定得很精確,所以,只有利用大量標本的測量結果進行統計,才可能取得較好的結果。

2 古地磁 -方向


古地磁場方向 當標本的產狀(走向、傾向、傾角)已知時,由標本剩磁方向的測定可以得到標本產地的古地磁場的偏角和傾角。在地心偶極子的假定下,由古偏角和古傾角即可確定古地磁極的位置。

關於利用岩石標本測定地磁場的方向,1925年謝瓦利埃(R.Chevallier)曾對西西里島的埃特納火山近代熔岩流磁化方向進行過測定,他發現熔岩磁化方向與地磁場方向相當一致,並注意到虛磁極繞地極順時針方向運動。至今人們已經獲得許多史前和史期地磁場方向的測

定結果。1962年行武毅系統分析了日本地區古偏角和古傾角的資料,發現古地磁場方向的變化具有700、1200、1800和7000年的周期成分。他認為1200年和1800年是非偶極子磁場的變化周期,而7000年是赤道偶極子的運動周期。永田武由日本第四紀熔岩流測得的虛磁極的運動,似乎有近 10000年的周期趨勢。這與行武毅得到的7000年周期相近。據此永田武提出,地磁軸沿順時針方向繞地軸運動,速度約為0.05年。70年代有人系統分析了考

古地磁和近代測得的倫敦地磁場方向的變化,但沒有發現相同周期的變化。因此,上述結果還有待驗證。

近2000年來地球磁矩是衰減的,這與現代觀測結果相符;2000年前有個最大值,約為現代地磁矩的1.5倍;公元前2000年有個低值,與現代地磁矩相近;約在公元前4000年有個最

小值,由此估計地球磁矩的變化周期約為 8000~10000年。

3 古地磁 -倒轉


古地磁場的倒轉 布容 (B.Brunhes)1906年從法國熔岩中發現了磁化方向與現代地磁場方向相反的岩石。隨後在其他地方也觀測到同樣的事實。60年代以前存在著岩石自發反向磁化和地磁場本身倒轉兩種觀點的爭論。隨著反向磁化岩石的普遍發現和實驗室工作的進展,到了60年代古地磁場倒轉的觀點已為人們普遍接受。地磁場倒轉給地磁場起源和核內動力學的理論提出了一個重要的約束條件。

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