Erdmagnetfeld
Rotationsachse ≠ Dipolachse
Inklination: Winkel zwischen
Magnetfeldlinie und Erdoberfläche
Deklination: Abweichung der
Kompassnadel (magnetisch Nord)
von der geographischen Nordrichtung
Magnetischer Nordpol wandert
derzeit mit 90 m/Tag bzw. 30 km/Jahr
(Säkularvariation)
11°
Änderung der Orientierung des Dipolfeldes der Erde
Erdmagnetfeld
Rotationsachse ≠ Dipolachse
Inklination: Winkel zwischen
Magnetfeldlinie und Erdoberfläche
Deklination: Abweichung der
Kompassnadel (magnetisch Nord)
von der geographischen Nordrichtung
Magnetischer Nordpol wandert
derzeit mit 90 m/Tag bzw. 30 km/Jahr
(Säkularvariation)
Ursache
Konvektionsströme im äußeren Erdkern:
besteht großteils aus flüssigem Eisen
→ elektrisch leitfähig + schwaches Ausgangsmagnetfeld
→ Induktion (Geodynamo)
Magnetismus von Festkörpern
Diamagnetismus: Abschwächung des Magnetfeldes einer Substanz
wenn ein äußeres Magnetfeld angelegt wird.
Paramagnetismus: Verstärkung des Magnetfeldes einer Substanz
durch Ausrichten des inneren Magnetfeldes parallel zum äußeren.
Verschwindet nach Entfernen des äußeren Feldes.
Ferromagnetismus („normaler“ Magnetismus): Bereiche mit
parallel ausgerichteten magnetischen Teilchen (Weissche Bezirke)
→ Gleichrichtung durch äußeres Magnetfeld.
Verschwindet erst nach Erhitzen über Curie-Temperatur Tc.
Magnetisierbarkeit
(Magnetische Suszeptibilität)
M: Magnetisierung
χm: magnetische Suszeptibilität
H: magnetische Feldstärke
M = χm·H
Gestein/Mineral
χm
Sediment
0 - 5·10-4
Granit
Basalt, Gabbro
Magnetkies
Hämatit
Magnetit
10-5 - 10-2
1.5·10-3 - 9·10-2
10-3 - 10-1
4.2·10-4 - 10-2
3 - 15
Diamagnetismus:
Paramagnetismus:
Ferromagnetismus:
χm= –10-5
χm= +10-4
χm= +10-1
(z.B. Magnetit: Fe3O4; Tc≈ 580°C)
Thermoremanente Magnetisierung (TRM)
Lava: ferromagnetische Minerale sind
oberhalb der Curie-Temperatur
paramagnetisch.
Ausrichtung des magnetischen Feldes des
Minerals parallel zum Erdmagnetfeld.
Abkühlung unter Curie-Temperatur
→ Feld der magnetisierten Minerale parallel
zum Magnetfeld der Erde zum Zeitpunkt der
Unterschreitung der Curie Temperatur
Sedimentationsmagnetisierung
(detrital remanent magnetization, DRM)
Magnetitkörner werden eingeregelt sedimentiert
(langsame Sedimentation nötig)
Vorsicht: längliche Körner können durch
Fließrichtung eingeregelt werden
Chemisch Remanente Magnetisierung
(Chemical Remanent Magnetisation), CRM)
Kristallwachstum in Sedimenten durch Ausfällung
Magnetische Domänen regeln sich bei der
Entstehung in das Erdmagnetfeld ein.
Wichtig für paläomagnetische Untersuchungen in
eisenreichen kontinentalen Sedimenten.
Magnetostratigraphie:
Umpolung des Erdmagnetfeldes in unregelmäßigen Abständen + Geochronologie
Umpolungsmuster des Ozeanbodens → charakteristische Abfolge für
bestimmte Zeitabschnitte: Referenzmuster für Vergleich mit Mustern aus
Gesteinen unbekannten Alters
(Vasiliev et al., 2005)
GPTS: Geomagnetic Polarity Time Scale
EC/SC: Alterseinteilung in den Ost-/Südkarpaten
MED: Zeitskala für den Mittelmeerraum
Paläomagnetismus
Rekonstruktion von Plattenbewegungen
Inklination (Neigung gegen die Horizontale)
→ Breitenlage der Probe
Deklination (Abweichung von Nordrichtung)
→ Rotation um vertikale Achse
Aber: Polwanderung → Magnetischer Pol zur
Zeit der Ablagerung dient als Referenzpol
15
Paläomagnetismus
Benötigte Daten:
•Koordinaten der Probenlokalität
•Alter des Gesteins → Referenzpol
•Schichtfallen → Rückrotation, Faltentest
•Inklination & Deklination des „eingefrorenen“ Magnetfeldes
Scheinbarer Polwanderpfad
Rekonstruktion der Plattenbewegung
von Gondwana (Kambrium-Perm)