ГлавнаяЛитосфера → Магнетизм

Магнетизм

11 Авг 2013

Некоторые минералы, наиболее важный из которых магнетит, могут приобрести постоянную намагниченность. Это происходит потому, что электроны на орбитах вокруг ядер образуют электрический ток и создают очень маленькое магнитное поле. Магнитное поле – это пространство, которое находится под воздействием магнита.

При температуре выше температуры, называемой точкой Кюри, тепловое возбуждение атомов не позволяет им стать постоянно намагниченными. Электроны слишком заняты, проносясь вокруг, чтобы замедлиться и позволить возникнуть магнитным свойствам.

Закон Кюри назван по имени Пьера Кюри, который вместе со женой Марией получил Нобелевскую премию по химии за свою работу с радиоактивными элементами. Закон Кюри гласит, что способность элемента намагничиваться обратно пропорциональна абсолютной температуре. Другими словами, чем горячее становится атом, тем более он возбужден и менее возможным становится возникновение магнитных свойств.

Точка Кюри для магнетита равна 500°С. Любая температура выше этой заставляет атомы возбуждаться и бурно вибрировать в произвольных направлениях. Эта беспорядочная пляска вместо того, чтобы выстроить атомы в линию и сформировать стабильное поле, вызывает для уравновешивания атомов друг относительно друга электрические токи.

Если температура меньше 500°С, то маленькие «островки» электрического тока стабилизируются в сплошную массу и усиливают друг друга. Когда поблизости есть внешнее магнитное поле, все магнитные «островки» в этой массе ориентируются параллельно магнитному полю, расширяются, присоединяя близлежащие, непараллельные острова. В мгновение ока параллельные «острова» тока образуют «континент» электрического тока, и постоянный магнит создан.

Это справедливо и для охлаждающейся лавы. Все минералы кристаллизуются при температурах выше 700°С, намного превышающих точку Кюри любого магнитного минерала в лаве. Поскольку раскристаллизованная лава медленно охлаждается, ее температура падает ниже 500°С, т. е. ниже точки Кюри для магнетита. Когда это происходит, все зерна магнетита в горной породе превращаются в крошечные постоянные магниты. Они подвержены воздействию намного более сильного магнитного поля Земли.

Геологи, изучая пробуренные скважинами образцы древних лав и современных лавовых потоков, сделали открытие, что магнитные полюса зерен магнетита в образцах лав имеют такое же магнитное склонение, как и магнитное поле Земли.

Магнитные полюса зерен магнетита в лаве будут ориентированы в том же направлении, что и магнитное поле Земли. Если собрана коллекция образцов лав, они имеют необычную магнитную полярность в зависимости от времени и магнитного поля Земли, которое существовало, когда эти лавы были сформированы. Магнитная характеристика образования лавы будет сохраняться так же долго, как существует лава. Характеристика будет такой же, как тогда, когда температура охлаждающейся лавы перевалила ниже 500°С.

Никакой магнит не является постоянно магнитным. В течение долгого времени он теряет магнитные свойства. Это называется периодом магнитной релаксации. Постоянные магниты имеют очень длительные периоды релаксации.

Релаксация магнитов определяется многими факторами, включая следующие:

• состав минерала;

• размер зерен;

• температура;

• окружающие минералы;

• степень первичной намагниченности.

Геологам, чтобы определить период релаксации и магнитный возраст образцов горных пород, необходимо, чтобы несколько магнитных зерен (возможно, прежде всего тех, которые были несколько слабее) уже релаксировалось позднее времени первичного намагничивания. Определение периода релаксации образцов горных пород в лаборатории выполняется как функция температуры.

Многие образцы магматических пород имеют период релаксации намного больше, чем магнитный возраст. Эти образцы, собранные из древних обнажающихся на поверхности лав со всего мира, используются для того, чтобы узнать, где размещались магнитные полюса миллионы лет тому назад.





Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля