Magnetyzm środowiskowy

Magnetyzm środowiskowy to nauka o magnetyzmie , który odnosi się do wpływu klimatu , transportu osadów , zanieczyszczenia i innych wpływów środowiskowych na minerały magnetyczne. Wykorzystuje techniki z zakresu magnetyzmu skalnego i mineralogii magnetycznej . Właściwości magnetyczne minerałów są wykorzystywane jako wskaźniki zmian środowiskowych w zastosowaniach takich jak paleoklimat , paleoceanografia , badania pochodzenia osadów , zanieczyszczenia i archeologia . Główne zalety stosowania pomiarów magnetycznych to fakt, że minerały magnetyczne są niemal wszechobecne, a pomiary magnetyczne są szybkie i nieinwazyjne.

Historia

Magnetyzm środowiskowy został po raz pierwszy zidentyfikowany jako odrębna dziedzina w 1978 roku i został przedstawiony szerszej publiczności w książce Environmental Magnetism w 1986 roku. Od tego czasu szybko się rozwinął, znajdując zastosowanie i wnosząc znaczący wkład w szereg różnych dziedzin, zwłaszcza paleoklimat, sedymentologia, paleoceanografia i badania zanieczyszczeń pyłowych.

Podstawy

Magnetyzm środowiskowy opiera się na dwóch częściach magnetyzmu skał : mineralogii magnetycznej , która bada, w jaki sposób podstawowe właściwości magnetyczne zależą od składu; i histereza magnetyczna , która może dostarczyć szczegółowych informacji na temat wielkości cząstek i innych właściwości fizycznych, które również wpływają na histerezę. Opracowano kilka parametrów, takich jak podatność magnetyczna i różne rodzaje remanencji , aby reprezentować pewne cechy histerezy. Parametry te są następnie wykorzystywane do oszacowania wielkości i składu mineralnego. Głównymi współtwórcami właściwości magnetycznych skał są tlenki żelaza , w tym magnetyt , maghemit , hematyt ; i siarczki żelaza (zwłaszcza greigit i pirotyn ). Minerały te są silnie magnetyczne, ponieważ w temperaturze pokojowej są uporządkowane magnetycznie (magnetyt, maghemit i greigit są ferrimagnesami , podczas gdy hematyt jest ukośnym antyferromagnesem ).

Aby powiązać pomiary magnetyczne ze środowiskiem, magnetycy środowiskowi zidentyfikowali różne procesy, które prowadzą do powstania każdego minerału magnetycznego. Należą do nich erozja , transport , spalanie paliw kopalnych i powstawanie bakterii. Ta ostatnia obejmuje precypitację zewnątrzkomórkową i tworzenie magnetosomów przez bakterie magnetotaktyczne .

Aplikacje

Paleoklimat

Pomiary magnetyczne zostały wykorzystane do zbadania klimatu w przeszłości. Klasycznym przykładem są badania lessu , czyli pyłu nanoszonego przez wiatr z krawędzi lodowców i półpustynnych obrzeży pustyni. W północno-środkowych Chinach koce lessu, które osadzały się w okresach zlodowacenia, występują naprzemiennie z paleosolami (skamieniałymi glebami), które powstały podczas cieplejszych i bardziej wilgotnych interglacjałów . Profile podatności magnetycznej tych osadów zostały datowane za pomocą magnetostratygrafii , która identyfikuje odwrócenia geomagnetyczne i skorelowane ze wskaźnikami klimatycznymi, takimi jak stadia izotopowe tlenu . Ostatecznie praca ta pozwoliła magnetykom środowiskowym sporządzić mapę zmian w monsunowym w czwartorzędzie . Pomiary magnetyczne osadów jeziornych można również wykorzystać do rekonstrukcji procesów powierzchniowych wyżyn, które były związane z dawnym klimatem.

Zobacz też

Palić

Notatki

Dekkers, MJ (1997). „Magnetyzm środowiskowy: wprowadzenie”. Geologie en Mijnbouw . 76 (1–2): 163–182. doi : 10.1023/A:1003122305503 . S2CID 127663569 .
Dunlop, David J.; Özdemir, Özden (1997). Magnetyzm skały: podstawy i granice . Uniwersytet Cambridge Naciśnij . ISBN 978-0-521-32514-1 .
Evans, Michael E.; Heller, Friedrich (2003). Magnetyzm środowiskowy: zasady i zastosowania enviromagnetyki . Prasa akademicka . ISBN 978-0-12-243851-6 .
Maher, BA (1988). „Właściwości magnetyczne niektórych syntetycznych magnetytów submikronowych” . geofizyka. JR Astron. soc . 94 (1): 83–96. Bibcode : 1988GeoJI..94...83M . doi : 10.1111/j.1365-246X.1988.tb03429.x .
Maher, BA; Thompson, R. (1999). Środowiska czwartorzędowe, klimaty i magnetyzm . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge . ISBN 978-0-521-62417-6 .
Oldfield, F.; Drogi, JA; Thompson, R.; Garret-Jones, SE (1978). „Niektóre właściwości magnetyczne osadów jeziornych i ich możliwe powiązania z szybkością erozji”. Archiwum Polskie. Hydrobiologia . 25 : 321–331.
Thompson, R.; Oldfield, F. (1986). Magnetyzm środowiskowy . Allena i Unwina . ISBN 978-0-04-538003-9 .
Verosub, Kenneth L.; Roberts, Andrew P. (1995). „Magnetyzm środowiskowy: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość”. J. Geophys. Rez . 100 (B2): 2175–2192. Bibcode : 1995JGR...100.2175V . doi : 10.1029/94JB02713 .