Видимое полярное блуждание
Видимое блуждание полюсов ( APW ) — это воспринимаемое движение Земли при палеомагнитных полюсов относительно континента , этом изучаемый континент рассматривается как фиксированный в своем положении. [1] На нынешней карте широты и долготы он часто отображается как путь, соединяющий местоположения геомагнитных полюсов , определенные в разные моменты времени с помощью палеомагнитных методов.
В действительности относительное движение полюсов может быть либо реальным перемещением полюсов , либо дрейфом континентов (или комбинацией того и другого). [2] Чтобы изолировать или провести различие между этими двумя явлениями, необходимы данные со всего мира. Тем не менее магнитные полюса редко отклоняются далеко от географических полюсов планеты; скорее они склонны следовать истинному полярному странствию . Следовательно, концепция кажущегося блуждания полюсов полезна в тектонике плит , поскольку она может проследить относительное движение континентов, а также образование и распад суперконтинентов.
История
[ редактировать ]Давно известно, что геомагнитное поле меняется во времени, а записи его направления и величины хранятся в разных местах с 1800-х годов. [2] Техника изображения кажущегося отклонения полюсов была впервые разработана Криром и др. (1954) и стало важным шагом на пути к принятию теории тектоники плит. С тех пор в этой области было сделано много открытий, и очевидное смещение полюсов стало лучше пониматься с развитием теории и модели геоцентрического осевого диполя (GAD). По состоянию на 2010 год [update] более 10 000 палеомагнитных полюсов . В базе данных зарегистрировано [2]
Палеомагнитные полюса
[ редактировать ]Многие исследования в области палеомагнетизма направлены на поиск палеомагнитных полюсов для разных континентов и в разные эпохи, чтобы собрать их в треки видимого пути блуждания полюсов (APWP). [2] Преимущество палеомагнитных полюсов заключается в том, что они должны иметь одинаковую величину в каждом месте наблюдений на основе модели геоцентрического осевого диполя. [3] Таким образом, их можно использовать для сравнения палеомагнитных результатов из широко удаленных местностей.
Каменный магнетизм
[ редактировать ]Намагниченность ископаемых в горных породах является ключом к обнаружению палеомагнитного полюса. В момент формирования некоторые породы сохраняют направление магнитного поля. Векторы наклона (Im) и склонения (Dm) сохраняются, поэтому можно определить палеошироту (λp) и палеодолготу (φp) полюса. [3]
Температура блокировки
[ редактировать ]Причина сохранения характеристик поля кроется в концепции температуры блокировки (также известной как температура закрытия в геохронологии). При этой температуре система блокируется от теплового перемешивания при более низких температурах. [3] Поэтому некоторые минералы обладают остаточной намагниченностью. Одна из проблем, которая возникает при определении остаточной (или ископаемой) намагниченности, заключается в том, что если температура поднимается выше этой точки, магнитная история разрушается. Однако теоретически должна быть возможность связать температуру магнитного блокировки с температурой закрытия изотопа, чтобы можно было проверить, можно ли использовать образец. [3]
Треки
[ редактировать ]Часто треки APWP представляют собой движение плиты относительно фиксированной точки (палеомагнитного полюса). Обычный наблюдаемый рисунок состоит из длинных, слегка изогнутых сегментов, соединенных короткими, резко изогнутыми сегментами. Они соответственно соответствуют временным интервалам постоянного движения плиты и изменения движения плиты. [3]
Эти сегменты описываются вращением вокруг точки поворота, которая называется палеомагнитным полюсом Эйлера (см. Теорему Эйлера о вращении ). Относительное движение между двумя пластинами также описывается вращением вокруг полюса Эйлера. В последнее время стало легче определять конечные вращения, поскольку преобразования и гребни соответственно перпендикулярны и параллельны направлению полюса конечного вращения. [2] Таким образом, реконструкции за последние 200 миллионов лет (млн лет назад) в основном опираются на морские геофизические данные. Для более ранних дат необходимо использовать другие способы, такие как палеомагнитные полюса и соответствие геологических наблюдений.
Определение палеомагнитных полюсов — сложный процесс, поскольку с течением времени в игру вступает все больше неопределенностей. Надежность опор является предметом споров на протяжении многих лет. Палеомагнитные полюса обычно представляют собой групповое среднее значение, определяемое на основе разных образцов, чтобы усреднить вековые вариации с течением времени и соответствовать гипотезе GAD. [2] Обработка данных является большим шагом и включает в себя множество статистических расчетов для получения достоверного палеомагнитного полюса.
Применительно к континентам можно определить конечное вращение с помощью палеомагнитных полюсов; то есть описать определенное движение континента на основе записей его палеомагнитных полюсов. Однако есть две основные проблемы, связанные с ограничением конечного вращения: [3]
- Из-за случайных переворотов магнитного поля северный магнитный полюс в данный момент может находиться либо в северном, либо в южном полушарии. Без контекста невозможно узнать, в каком направлении магнитные векторы направлены на север. Опять же, в последнее время контекст часто бывает лучше, но после 300 млн лет назад это становится все труднее.
- Палеодолгота не может быть ограничена только полюсом. Вот почему необходимы данные из разных мест, поскольку это уменьшает степени свободы. Однако при наличии видимой траектории блуждания полюсов с высокой точностью палеодолгота может быть ограничена палеомагнитными вращениями Эйлера (полюсы вращения и углы), оцененными на основе кругового моделирования по трекам APWP. [4]
Целью многих палеомагнитных исследований является сбор полюсов в APWP для различных фрагментов континента, что является первым шагом в реконструкции палеогеографии. Двумя основными проблемами в этой конструкции являются выбор надежных опор (критерии V90, BC02) и подгонка кривизны. [3] Первый вопрос был решен с помощью общих критериев отбора. Наиболее распространенные из них были описаны Ван дер Воо (1990; V90). К ним относятся неопределенность в отношении возраста, количества образцов, положительных полевых испытаний для ограничения возраста намагниченности относительно возраста породы (например, испытание на складку) и положения полюсов. Бесс и Куртильо (2002; BC02) внесли некоторые изменения в эти критерии для конкретных приложений.
После того, как полюса выбраны и им присвоена определенная степень надежности, остается задача подбора кривой, чтобы определить видимые пути отклонения полюсов. Для этого процесса использовались разные подходы: дискретные окна, ключевые полюса, движущиеся окна, сплайны, анализ палеомагнитного полюса Эйлера (PEP), основной путь и данные только о наклоне. Они различаются способом разделения полюсов, относительной важностью, придаваемой некоторым полюсам, и общей формой получаемых кривых.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кири, Филип; Клепейс, Кейт А.; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Чичестер: Уайли. п. 67. ИСБН 978-1-4051-0777-8 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Токс, Лиза (2010). Основы палеомагнетизма . Калифорнийский университет. ISBN 9780520260313 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д и ж г МакЭлхинни, М.; Макфадден, П. (2000). Палеомагнетизм: континенты и океаны . Академическая пресса. ISBN 978-0080513461 .
- ^ Ву, Л.; Кравчинский В.А. (2014). «Вывод палеодолготы из геометрической параметризации видимого пути блуждания полюсов: значение для реконструкции абсолютного движения плит». Письма о геофизических исследованиях . 41 (13): 4503–4511. Бибкод : 2014GeoRL..41.4503W . дои : 10.1002/2014GL060080 .