Erdmagnetfeld Rotationsachse Dipolachse Inklination: Winkel zwischen Magnetfeldlinie und...
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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°
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Änderung der Orientierung des Dipolfeldes der Erde
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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)
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Ursache
Konvektionsströme im äußeren Erdkern:
besteht großteils aus flüssigem Eisen
→ elektrisch leitfähig + schwaches Ausgangsmagnetfeld
→ Induktion (Geodynamo)
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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.
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Magnetisierbarkeit(Magnetische Suszeptibilität)
M = χm·HM: Magnetisierung
χm: magnetische Suszeptibilität
H: magnetische Feldstärke
Diamagnetismus: χm= –10-5
Paramagnetismus: χm= +10-4
Ferromagnetismus: χm= +10-1
(z.B. Magnetit: Fe3O4; Tc≈ 580°C)
Gestein/Mineral χm
Sediment 0 - 5·10-4
Granit 10-5 - 10-2
Basalt, Gabbro 1.5·10-3 - 9·10-2
Magnetkies 10-3 - 10-1
Hämatit 4.2·10-4 - 10-2
Magnetit 3 - 15
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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
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Sedimentationsmagnetisierung(detrital remanent magnetization, DRM)
Magnetitkörner werden eingeregelt sedimentiert
(langsame Sedimentation nötig)
Vorsicht: längliche Körner können durch
Fließrichtung eingeregelt werden
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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.
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Magnetostratigraphie: Umpolung des Erdmagnetfeldes in unregelmäßigen Abständen + Geochronologie
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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
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15
Paläomagnetismus Rekonstruktion von Plattenbewegungen
Inklination (Neigung gegen die Horizontale)
→ Breitenlage der ProbeDeklination (Abweichung von Nordrichtung)
→ Rotation um vertikale Achse
Aber: Polwanderung → Magnetischer Pol zur
Zeit der Ablagerung dient als Referenzpol
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Paläomagnetismus
Benötigte Daten:
•Koordinaten der Probenlokalität
•Alter des Gesteins → Referenzpol
•Schichtfallen → Rückrotation, Faltentest
•Inklination & Deklination des „eingefrorenen“ Magnetfeldes
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Scheinbarer Polwanderpfad Rekonstruktion der Plattenbewegungvon Gondwana (Kambrium-Perm)
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