مقدمه
داده‌های بدست آمده از مطالعات پاینه مغناطیسم ، نه تنها باعث شد که در دهه 1940 و اوایل 1950 نیروی تازه‌ای به موضوع
شناوری قاره‌ها دمیده شود، بلکه قویترین استدلالهای ممکن را برای طرفداران شناوری قاره‌ها فراهم آورد. علاوه بر این ، مطالعات یاد شده در نشان دادن جوان بودن حوضه‌های اقیانوسی در مقایسه با قاره‌ها مفید بوده و در گسترش
نظریه تکتونیک صفحه‌ای موثر بودند. همه ما با این اصل که
زمین به صورت یک
آهنربا رفتار کرده و در نتیجه عقربه
قطب نما همبشه در جهت شمال مغناطیسی قرار می‌گیرد، آشنا هستیم.
میدان مغناطیسی زمین را می‌توان به صورت یک سری خطوط نیرو تصور کرد. هر آهنربایی که بتواند آزادانه در فضا حرکت کند، سوگیرشی در امتداد یکی از این خطوط خواهد داشت. شدت میدان مغناطیسی زمین در استوای مغناطیسی به حداقل خود رسیده و با حرکت دادن از آن به سمت دو قطب ، میزان شیب افزایش می‌یابد. شدت میدان مغناطیسی زمین در دو قطب شیب ، تقریبا دو برابر آن چیزی است که در استوای مغناطیسی وجود دارد.
تغییرات دیرپای میدان مغناطیسی
از زمانهای بسیار دور ، یعنی از نیمه قرن هفدهم ، دانشمندان می‌دانستند که
انحراف مغناطیسی با گذشت زمان تغییر می‌کند. از آن زمان تاکنون ، نه تنها موفق به نشان دادن تغییرات آرام در مقدار انحراف مغناطیسی شده‌ایم، بلکه در تشخیص تغییرات میل و شدت آن نیز موفقیتهایی بدست آورده‌ایم. تغییرات مغناطیسم ، در طول دوره‌هایی چندین ساله ، صورت گرفته است. از آنجا که این تغییرات ، تنها از روی آثار تاریخی طولانی قابل تشخیص می‌باشند، آنها را تغییرات دیرپای می‌نامند.
علت مغناطیسم زمین
علت مغناطیسم زمین ، هنوز هم به عنوان یکی از مزاحمترین معماهای مطالعه زمین باقی مانده و پاسخ کاملا قانع کننده‌ای برای این پرسش پیدا نشده است. میدان مغناطیسی زمین ، از مولفه‌های بیرونی و درونی تشکیل شده است. بخش بیرونی این میزان ، عمدتا ناشی از
فعالیت خورشید است. این فعالیت ، بر روی
یونسفر (Ionosphere) تاثیر گذاشته و ظاهرا ، علت توضیحی
توفانهای مغناطیسی و
نورهای شمالی است.
تغییرات و اثرات میدان بیرونی ، ممکن است که بسیار سریع و ناگهانی صورت پذیرند، اما بر روی میدان درونی زمین که مورد توجه اصلی ما می‌باشد، اثر ناچیزی دارند. اولین کسی که نشان داد زمین رفتاری مانند یک آهنربا دارد،
ویلیام گیلبرت فیزیکدان انگلیسی قرن شانزدهم بود. وی اظهار داشت که میدان مغناطیسی زمین ، ناشی از وجود توده بزرگی است که زیر سطح قرار داشته و بطور دائم مغناطیسی شده است.
در نگاه اول ، این برداشت ممکن است که جالب توجه به نظر برسد چرا که نه تنها مقادیر متنابهی از
کانیهای مغناطیسی در پوسته زمین یافت شده‌اند، بلکه تصور زمین شناسان نیز این است که بیشترین بخش
هسته زمین از آهن تشکیل یافته است. از آنجایی که بررسیهای دقیق نشان داده‌اند که میانگین شدت مغناطیسی بودن زمین ، بیشتر از آن چیزی است که در سنگهای تشکیل دهنده پوسته آن دیده می‌شود، می‌بایستی به منشا مغناطیسم زمین ، نگاهی عمیقتر بیافکنیم.
پارینه مغناطیسم
برخی از سنگها ، مانند کانیهای آهن (
هماتیت و
مانیتیت) ، دارای خاصیت مغناطیسی شدیدی هستند. با این وجود ، اکثر سنگها فقط بطور ضعیفی چنین هستند. در واقع خاصیت مغناطیسی هر سنگ ، در کانیهای آن نهفته است و اگر بجای صحبت از خاصیت مغناطیسی سنگ ، از خاصیت مغناطیسی کانیها سخن بگوییم، کاری صحیح تر است، اما به دلیل عرف موجود ، ما نیز به خاصیت مغناطیسی سنگ اشاره می‌کنیم.
این خاصیت مغناطیسی را تحت عنوان مغناطیسم طبیعی دائمی شناخته و آن را به اختصار ، با سه حرف لاتین (NRM) نشان می‌دهند. این مغناطیسم دائمی ، ممکن است که با سوگیرش کنونی
میدان مغناطیسی زمین ، مطابقت داشته و یا نداشته باشد و ممکن است که از طرق مختلف ، توسط سنگ کسب شده باشد.
نتایج مطالعات پارینه مغناطیسی
در مطالعات مربوط به وضعیت قطبهای قدیمی ، فرض بر این است که
میدان مغناطیسی ، دوقطبی بوده و همچنین ، وضعیت نزدیک به محور چرخش زمین دارد. یکی از نتایج این فرضیات آن است که در گذشته ، قطبهای جغرافیای زمین می‌بایستی بر قطبهای ژئومغناطیسی آن منطبق بوده باشند. بدیهی است که چنین وضعیتی در زمان حال وجود ندارد. داده‌های حاصل از مشاهدات صورت گرفته، موید این ملاحظات تئوریک می‌باشند.
با رسم کردن قطبهای مجازی ژئومغناطیسی میدانهای متغیری که در طول دوره‌های طولانی مشاهدات مغناطیسی در جهان ثبت شده‌اند، در می‌یابیم که وضعیت قرارگیری این قطبها ، گرایش به انباشت در اطراف قطبهای جغرافیایی دارد. دلیلی قانع کننده تر در این مورد قطبهای پارینه مغناطیسی محاسبه شده ، بر مبنای اندازه گیریهای انجام گرفته بر روی سنگهای پلیستوسن و زمانهای اخیر است. داده‌های پارینه مغناطیسی بدست آمده از سنگهای دوران سوم ، تقریبا بطور قاطع نشان می‌دهند که از
زمان الیگوسن تاکنون ، هیچ تغییر مهمی در قطبهای ژئومغناطیسی زمین صورت نگرفته است.
با این وجود ، اگر باز هم در زمان به عقب رفته و از الیگوسن بگذریم ، شواهدی که بر وجود یک قطب مغناطیسی تغییر کننده دلالت دارند، بیشتر شده و بر اساس بحثی که در بالا داشتیم، این تغییر می‌بایستی با تغییر قطبهای جغرافیایی همراه بوده باشد. مهاجرت گسترده قطبهای مغناطیسی (و تا حدودی ، قطبهای جغرافیایی) و مشاهدات مربوط به مسیر
مهاجرت قطبی قاره‌های مختلف ، که قابل انطباق بر یکدیگر نیستند، پرسشهای فراوانی را بر می‌انگیزد. در واقع ، برای یافتن پاسخ این پرسشها ، خود را با تمامی مفهوم
شناوری قاره‌ها روبرو می‌بینیم.
مباحث مرتبط با عنوان
