Miljömagnetism

Miljömagnetism är studiet av magnetism eftersom det relaterar till effekterna av klimat , sedimenttransport , föroreningar och andra miljöpåverkan på magnetiska mineraler. Den använder sig av tekniker från bergmagnetism och magnetisk mineralogi . De magnetiska egenskaperna hos mineraler används som proxy för miljöförändringar i tillämpningar som paleoklimat , paleoceanografi , studier av sedimentens härkomst , föroreningar och arkeologi . De främsta fördelarna med att använda magnetiska mätningar är att magnetiska mineraler är nästan allestädes närvarande och magnetiska mätningar är snabba och icke-invasiva.

Historia

Miljömagnetism identifierades först som ett distinkt fält 1978 och introducerades för en bredare publik av boken Environmental Magnetism 1986. Sedan dess har den vuxit snabbt, hittat tillämpning inom och lämnat stora bidrag till en rad olika områden, särskilt paleoklimat, sedimentologi, paleoceanografi och studier av partikelföroreningar.

Grunderna

Miljömagnetism bygger på två delar av bergmagnetism : magnetisk mineralogi , som tittar på hur grundläggande magnetiska egenskaper beror på sammansättningen; och magnetisk hysteres , som kan ge detaljer om partikelstorlek och andra fysikaliska egenskaper som också påverkar hysteresen. Flera parametrar såsom magnetisk susceptibilitet och olika typer av remanens har utvecklats för att representera vissa egenskaper hos hysteresen. Dessa parametrar används sedan för att uppskatta mineralstorlek och sammansättning. De huvudsakliga bidragsgivarna till de magnetiska egenskaperna hos bergarter är järnoxiderna , inklusive magnetit , maghemit , hematit ; och järnsulfider (särskilt greigit och pyrrhotite ). Dessa mineraler är starkt magnetiska eftersom de vid rumstemperatur är magnetiskt ordnade (magnetit, maghemite och greigit är ferrimagneter medan hematit är en kantad antiferromagnet ).

För att relatera magnetiska mätningar till miljön har miljömagnetister identifierat en mängd olika processer som ger upphov till varje magnetiskt mineral. Dessa inkluderar erosion , transport , förbränning av fossila bränslen och bakteriebildning. Det senare inkluderar extracellulär utfällning och bildning av magnetosomer av magnetotaktiska bakterier .

Ansökningar

Paleoklimat

Magnetiska mätningar har använts för att undersöka tidigare klimat. Ett klassiskt exempel är studiet av löss , som är vindblåst damm från kanterna på glaciärer och halvridna ökenkanter. I norra centrala Kina växlar filtar av löss som avsattes under glaciala perioder med paleosoler (fossila jordar) som bildades under varmare och blötare mellanistider . De magnetiska känslighetsprofilerna för dessa sediment har daterats med hjälp av magnetostratigrafi , som identifierar geomagnetiska omkastningar , och korrelerade med klimatindikatorer som syreisotopstadier . I slutändan tillät detta arbete miljömagnetister att kartlägga variationerna i monsuncykeln under kvartären . Magnetiska mätningar av lakustrina sediment kan också användas för att rekonstruera de höglandsytprocesser som var förknippade med tidigare klimat.

Se även

Rök

Anteckningar

Dekkers, MJ (1997). "Miljömagnetism: en introduktion". Geologi och Mijnbouw . 76 (1–2): 163–182. doi : 10.1023/A:1003122305503 . S2CID 127663569 .
Dunlop, David J.; Özdemir, Özden (1997). Rock magnetism: Fundamentals and Frontiers . Cambridge Univ. Tryck på . ISBN 978-0-521-32514-1 .
Evans, Michael E.; Heller, Friedrich (2003). Miljömagnetism: principer och tillämpningar av miljömagnetik . Akademisk press . ISBN 978-0-12-243851-6 .
Maher, BA (1988). "Magnetiska egenskaper hos vissa syntetiska submikronmagnetiter" . Geofys. 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). Kvartära miljöer, klimat och magnetism . Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-62417-6 .
Oldfield, F.; Kära, JA; Thompson, R.; Garret-Jones, SE (1978). "Några magnetiska egenskaper hos sjösediment och deras möjliga kopplingar till erosionshastigheter". Polskie Arkiv. Hydrobiologia . 25 : 321-331.
Thompson, R.; Oldfield, F. (1986). Miljömagnetism . Allen och Unwin . ISBN 978-0-04-538003-9 .
Verosub, Kenneth L.; Roberts, Andrew P. (1995). "Miljömagnetism: dåtid, nutid och framtid". J. Geophys. Res . 100 (B2): 2175–2192. Bibcode : 1995JGR...100.2175V . doi : 10.1029/94JB02713 .