диссертация (1097652), страница 23
Текст из файла (страница 23)
(в) Терморазмагничивание образца 14053:SIRM (настоящая работа), PRM (при 0.9 и 1.8 ГПа) (настоящая работа), IRM, образованная в слабых полях[Collinson et al., 1972], NRM [Dunn et Fuller, 1972].В образце 70215 выявлено две компоненты намагниченности, изолированные между 2 и 7МТл (MAD=4.5°) и между 7 и 25 мТл (MAD=12°), соответственно. Образец морскогобазальта 15555 характеризуется слабой магнитомягкой остаточной намагниченностью, изкоторой невозможно выделить какую-либо стабильную компоненту.
Образец 15556характеризуется низкокоэрцитивной компонентой ниже 5 мТл и слабо выделяемойкомпонентой намагниченности (MAD=18.3°) между 5 и 20 мТл. Для этих трех образцов,высококоэрцитивная компонента отклоняется от начала координат менее, чем самоотклонение этих компонент, численно выраженное MAD, что хорошо совместимо собращением этих компонент в сторону начала координат. Данные по размагничиваниюпеременным полем NRM двух лунных метеоритов здесь не обсуждаются из-за возможныхэффектов земного выветривания и вероятного перемагничивания этих метеоритов прииспользовании сильных магнитов, которые «охотники за метеоритами» типичноиспользуют для выявления метеоритов при поисках и сборе вещества.
NRM образцов14053 и 70215, также кривые термо размагничивания и размагничивания остаточнойнамагниченности переменным магнитным полем были получены и изучены ранее [Dunnand Fuller, 1972; Collinson et al., 1972; Hargraves and Dorety, 1975; Stephenson et al., 1974].Эти результаты подробно обсуждаются в работе [Fuller and Cisowski, 1987]. Для образца14053,предыдущиерезультатытакжевыявилистабильнуюкомпонентуNRM,выделенную выше 6 мТл или 100°С [Collinson et al., 1972]. Коэрцитивный спектр этойNRM отличается от коэрцитивных спектров TRM, pTRM и SIRM [Dunn and Fuller, 1972]. 111 Рисунок 3.4.Диаграммы Зийдервельда – ортогональные проекции пошагового размагничивания NRMпеременным магнитным полем.
Пустые и полные круги обозначают вертикальную и горизонтальнуюпроекции, соответственно. (а-d) NRM четырех лунных морских базальтов. (e-f) SRM для лунных морскихбазальтов 70215 (мощность лазерного излучения 3.92 ГВт/см2 в магнитном поле 400 мкТл) и 14053(мощностьлазерногоизлучения2.87ГВт/см2вмагнитномполе300мкТл).Напряженностьнамагничивающего поле во время ударных экспериментов было направлена вертикально вниз. (g-h) PRMобразцов 15556 (образованная при приложении гидростатическиого давления 1.8 ГПа в магнитном поле1762 мкТл) и NWA 5406 (образованная при при приложении гидростатического давления 1.8 ГПа вмагнитном поле 881 мкТл). 112 Для образца 70215 предыдущие результаты также продемонстрировали стабильноенаправление NRM при размагничивании переменным полем до 11.5 мТл, тогда кактермонамагничивание указывает на две антиподальные компоненты намагниченности[Stephenson et al., 1974]. Таким образом, интерпретация предыдущих исследований NRMобразца70215являетсянеоднозначной.Еслипредположить,чтоNRMимееттермомагнитную природу (то есть, является по сути TRM), предварительные определенияпалеополя дают ∼5 мкТл [Stephenson, 1974].
NRM образца 15556 изучалась в работе[Tikoo et al., 2010]. Размагничивание NRM переменным магнитным полем выявилоналичие двух стабильных компонент, которые можно выделить при 0-7 мТл и между 7 и20 мТл, точно также как и в настоящей работе.3.2.5. Результаты ударных экспериментовЛазерные ударные эксперименты были проведены с диапазоне мощностейлазерного пучка 0.5-4 ГВт/см2 и в магнитных полях напряженностью B ∈ [200; 400] мкТл.Смоделированные пиковые давление ударной волны (рис. 3.5) иллюстрируютособенность использования настоящей техники в виде гетерогенности распределениядавления в шокированных образцах.
Первый важный результат заключается в том, чтолунные морские базальты могут быть намагничены при ударных воздействиях вприсутствии магнитного поля даже при низкоинтенсивных ударных воздействиях (спиковыми давлениями <1 ГПа) (табл. 3.2). 113 Рисунок 3.5.
Модельные изоконтуры пиковых давлений ударной волны в лунных морских базальтах,полученные при прохождении ударной волны от лазерного наноимпульса с мощностью потока лазерногоизлучения 1, 2 и 3 ГВт/см2, сфокусированном на пятне 4.7 мм диаметром в режиме удержания. Плоскийфронт ударной волны на каждом кубическом образце с характерным размером 10 мм находится внизу.Соответствующие гистограммы пиковых давлений также представлены. 114 Основная масса (г) SRM при Масса (г) 0.2 ГПа 2(Aм /кг.мкТл) 14053 1.39 1.19E−06 15555 3.24 1.18E−08 15556 2.49 1.17E−08 70215 82 6.10E−06 PRM при 1.8 МаксимальГПа, норм. на ная PRM sIRM (Aм2/кг мкТл) (мкTл− 1) Палеополе для 1 Aм−1 SRM при 1.8 ГПа (мкТл) Минимум палеополя для 1 A м−1 SRM (мкТл) 6.70E−04 54 54 6.10E−06 109 1.83E−08 4.04E−05 4.46E−08 18094 7421 54 8.70E−08 8.37E−05 2.01E−07 3483 1510 158 7.59E−08 1.50E−05 4.91E−07 4363 674 NWA 5406 144 3.09E−07 3.94E−05 6.92E−07 1072 478 NEA 001 3.23 PRM при 1.8 GPa (Aм2/кг.мкТ) 3.37E−08 SRM – шоковая остаточная намагниченность; PRM – пьезоостаточная намагниченность.Таблица 3.2.
Результаты намагничивания образцов лунного материала при воздействии статических идинамических давлений.Интенсивность образованной после прохождения ударной волны SRM примерно надва порядка больше, чем пред-шоковая остаточная намагниченность. Экспериментыповторяемы: для повторных ударных воздействий с одной и той же интенсивностьюлазерного пучка, вариации интенсивности SRM лежат в пределах 5% от среднегозначения SRM. Как и ожидалось, SRM возрастает линейно с увеличением напряженностинамагничивающего поля (рис. 3.6а), так что далее приводятся значения SRM после ихнормировки на величину напряженности намагничивающего поля во время ударногособытия. Величина SRM также возрастает с возрастанием интенсивности потокалазерного излучения, то есть, с увеличением пикового давления ударной волны (рис.3.4б).
SRM характеризуется низким коэрцитивным спектром с медианным полемразрушения MDF порядка 2-5 мТл (табл. 3.1). Однако SRM стабильна до 20-30 мТл вобразцах 14053 и 70215 (рис. 3.4 f-g). Исходя из проведенных экспериментов, можнопредложить оценку величины SRM для четырех изученных образцов как функциюокружающего магнитного поля. Однако, определение зависимости SRM от давленияподразумевает распиловку кубических образцов на секции, расположенные на разномрасстоянии от лазерной точки, что было сделать невозможно ввиду редкости иуникальности изучаемого лунного материала, позаимствованного в NASA.
Поэтому вработе используется срединное максимальное пиковое давление (∼0.2 ГПа для всехэкспериментов, см. рис. 3.5.) в качестве грубой оценки. Для этого уровня динамическихдавленийинтенсивностьSRM(нормированнаянавеличинунапряженностинамагничивающего поля) изменяется в пределах от 1.8×10-8 Ам2/кг мкТл (15555) до1.19×10-6 Ам2/кг мкТл (образец 14053) (табл. 3.2). Хотя гетерогенность давлений в образцене позволяет выполнить точную количественную оценку величины SRM как функциидавления и выявить точный коэрцитивный спектр SRM, проведенные экспериментыпоказали возможность намагничивания лунного грунта при достаточно низкоинтенсивных 115 ударных воздействиях. В дальнейших экспериментах, представленных в настоящемпараграфе, гидростатическое давление поддается точной калибровке (см § 2.2).Рисунок 3.6.
(а) Зависимость интенсивность шоковой остаточной намагниченности SRM, образованной впостоянном лазерном излучении мощностью 1.6-1.7 ГВт/см2 (экспериментальные данные обозначеныточками), и пьезо-остаточной намагниченности PRM, образованной при приложении гидростатическихдавлений 0.9 и 1.8 ГПа, образца 14053 лунного морского базальта от напряженности внешнего магнитногополя; (б) Зависимость интенсивности SRM, нормированной на намагничивающее поле, от среднейинтенсивности лазерного пучка W, определяющего пиковые давления ударной волны, для образца лунногоморского базальта 14053. 116 3.2.6.
Результаты гидростатических экспериментов и их сравнение с механическимиударными экспериментамиТипичная временная шкала длительности ударного воздействия, генерируемогопри естественных импактах со сверхзвуковыми скоростями: от нескольких мс донескольких секунд в зависимости от размера импактора и скорости его соударения споверхностью твердого тела солнечной системы. Ударные волны, генерируемые внастоящей работе при использовании лазерных импульсов имеют длительностьвоздействия ∼30 нс. С другой стороны, гидростатическое давление действовало наобразцы в течении ∼60 с. В литературе указывалось, что в отличие от гидростатическихэкспериментов, в ударных экспериментах девиаторные напряжения могут игратьопределенную роль [Nagata, 1966; Martin and Noel, 1988].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
