В.А. Магницкий - Общая геофизика (1119278), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Пусть в древней породе, залегающей в точкеQ(^,A), вектор 1п расположен так, как показано на рис. 4.10. Проекция 1п на горизонтальную плоскостьпоказывает направлениедревнего магнитного меридиана, угол £>др есть угол между современным и древним меридианами. Направление 1^ показывает направление вектора напряженности Ндр. Поэтому угол между 1п и горизонтальной плоскостью является углом магнитного наклонения / дрдревнего поля. Зная / др, можно по формуле (4.19) определить древнюю географическую широту ^>др, на которой была данная порода вмомент своего образования:(4.39)Таким образом, из измерений компонент намагниченности 1п образца (эти измерения производятся, как правило, в лаборатории) мы определяем два важных параметра: угол £>др и широту ^>др (рис.
4.11).Воспользовавшись теоремами косинусов и синусов сферической тригонометрии, получим следующие формулы для современных координат ^>0, Л0 древнего магнитного полюса:sin (р0 = sin (р sin (рдр + cos <р cos <рцр cos £>др,(4.40)sin (А - Л0) = cos <рар sin Одр/ cos <р0.(4.41)Измеряя 1п пород разного геологического возраста, можно получить закономерности изменения дипольного поля, начиная от оченьдревних геологических эпох до нашего времени. Палеомагнетизм —это уникальный метод в геофизике, основанный на удивительномсвойстве “магнитной памяти” ферримагнитных минералов, входящих, хотя и в небольших количествах, в состав практически всехгорных пород.Направление \ п для определенного геологического возраста в данной точке земной поверхности рассчитывается с применением статистических методов по достаточно большому числу образцов.
По полученным данным с помощью формул (4.40) и (4.41) определяетсяположение соответствующего возрасту породы магнитного полюса.Такой полюс называется виртуальным магнитным полюсом. Среднееположение ряда виртуальных полюсов для пород данного возраста,расположенных в разных точках земной поверхности, называетсяпалеомагнитным полюсом.При проведении палеомагнитных исследований большое значение имеет выяснение физических механизмов намагничивания различных горных пород, установление степени сохранности / п, ее соответствия времени образования породы.
Установлено, что изверженные горные породы приобретают 1п в геомагнитном поле во время остывания после излияния на поверхность. Возникшая таким образом 1п называется термоостаточной, она имеет высокую интенсивность и большую стабильность. Осадочные горные породы, являющиеся продуктом переработки и переотложения изверженных пород,приобретают / в геомагнитном поле во время осаждения мелкихчастиц в водном бассейне (море, озеро). Мелкие намагниченныечастицы в процессе осаждения ориентируются по направлению поля, и в результате возникает детритовая, или ориентационная, намагниченность осадочных горных пород.
После образования 1п и изверженные и осадочные породы находятся уже в других условиях (обычные температуры и отсутствие водной среды), при которых дальнейшего намагничивания горных пород в изменяющемся геомагнитном поле практически не происходит. Именно поэто-WO°EРис. 4.12. Кривые миграции палеомагнитных полюсов, полученные на основе измерений 1п горных пород разных континентов (по Condie, 1975)му / пород, как правило, древнего происхождения и синхронна с породой.Проведенные во второй половине XX в. многочисленные палеомагнитные исследования привели к открытиям, которые существенноизменили геофизические и геологические концепции строения и эволюции литосферы.
Наиболее принципиальными результатами являются следующие.1. Палеомагнитные полюсы не совпадают с современным полюсом,при этом чем древнее палеомагнитный полюс, тем на большем расстоянии от современного он находился. Кембрийский северный палеомагнитный полюс (возраст около 600 млн лет) находился южнееэкватора.2. Кривые миграции северных палеомагнитных полюсов, определенные по 1п пород разных континентов, существенно различны(рис. 4.12).PLE1STOCENEPLIOCENE■—0 m.a.—80m.aH :ME S S I NI E NШTORTO N IE Nu<90SERRAVALLI ENGCUL A N G HI E NCI NOMANI ENBURDI GALI EN20I OLIGOCENEAQUI TANI ENCNATTI EN-APTIENBARR EMI ENL AT TOR ME NPRIABONI ENi lI-110B2H4-EOCENEI - 10040HAUTERI VI EN1|*20'u<VALANGINIEN120ш 10И123-130CRETACF SUP.
| PALEOCENE IH 14BERRI ASI EN------------- Hll"THANETIE.%21TITHONIENccШCLЭI - 140M20KI MMERI OGI ENCOMAESTRICHTIEHi l li 22*j-150«242C A M P AN I EN32OXFORDI ENC/5to<SANTONIENPuc. 4.13. Магнитохронологическая шкала, используемая для определения возраста линейных океанских аномалий. Слева от шкалы — номера аномалий, справа — возрастмлн лет (по Larson, Pitman, 1972)3.Геомагнитное поле в прошлые геологические эпохи неоднократно изменяло свою полярность: происходили инверсии поля, которых начиная с кембрия насчитывается более тысячи. Шкала инверсий, датированная абсолютными методами, называется магнитохронологической шкалой (рис. 4.13).Проанализируем кратко эти результаты.
По модели центрального осесимметричного диполя магнитный полюс совпадает с географическим. Следовательно, обнаруженная миграция магнитного полюса должна одновременно рассматриваться и как миграция географического, т.е. оси вращения Земли. Вследствие закона сохранения момента количества движения изменение положения оси вращения требует наличия таких огромных сил, которых мы не видимни на Земле, ни в космическом пространстве. Поэтому первый результат можно рассматривать не как перемещение полюса, а какдвижение (в противоположную сторону) верхней литосферной оболочки Земли.
Такая интерпретация подтверждается вторым результатом. Ведь Северный полюс должен быть один, а не несколько, какэто следует из второго результата. Поэтому расхождение кривыхмиграции полюсов разных континентов свидетельствует о том, чтолитосферная оболочка не перемещалась как единое целое, а двигались отдельные литосферные плиты, причем каждая по своей траектории.Наконец, третий результат указывает на то, что геомагнитномуполю присущи не только вековые вариации, но и более глубокиеизменения — инверсии. Этот результат дополняет картину основныхсвойств поля и имеет огромное теоретическое значение при решениипроблемы происхождения геомагнитного поля.
Кроме того, временfная шкала инверсий может служить независимым инструментом дляопределения возраста горных пород, что является фундаментальнойзадачей геологии.Изучение аномального магнитного поля океана, предпринятое впоследние десятилетия с помощью протонных и квантовых магнитометров, привело к результатам, которые оказались в прямой связис результатами палеомагнитных исследований.Протонные и квантовые магнитометры дают возможность проводить непрерывную запись магнитных профилей, что позволилоосуществить точное и детальное магнитное картирование океанского дна. В результате были получены совершенно неожиданные картины океанских аномалий.
В отличие от сложной формы аномалий на суше, которая сильно меняется от района к району, океанские магнитные аномалии имеют систематический характер почтиРис. 4.14. Распределение линейных магнитных аномалий в Тихом океане (по Menard,1969). Номера аномалий сопоставляются с их возрастом согласно рис- 4.13на всех океанах. Параллельные полосы чередующихся знакопеременных аномалий тянутся на тысячи километров. На рис. 4.14 изображена общая картина мировых океанских аномалий. Интенсивность аномалий высока. Хотя они измерены на уровне моря, т.е.на высоте от 2 до 5 км над морским дном, их амплитуды изменяются от нескольких сотен до тысячи нТл.
Приборы измеряли модуль Тнапряженности геомагнитного поля. Аномальная часть АТа поляопределялась как разность модулей полного Т и нормального Тпполей:А Та = Т - Т п.(4.42)Геология океанского дна также существенно отличается от геологии континентов.
Измерения глубин океанов показали, что на днекаждого океана существуют большие горные хребты, названные срединно-океанскими хребтами. Наиболее протяженным является Срединно-Атлантический хребет, протянувшийся от Исландии на югпо всей длине Атлантического океана параллельно береговым линиям Африки и Америки и далее на восток южнее Африки в Индий-Рис. 4.15. Схема срединно-океанских подводных хребтов (цифройI обозначен Срединно-Атлантический) (по Solomon, Sleep, 1974)ский океан (1 на рис. 4.15).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
