„Paleomágnesség” változatai közötti eltérés

A Föld geomágneses terének [[Geológia|földtörténeti]] időtávlatban végbemenő, rendszerint ciklikus változását, valamint a kőzetek mágneses tulajdonságai alapján történő vizsgálatát, illetve az ezt leíró jelenségkört magát, paleomágnességnek hívjáknevezik.

Már a 18.században felfedezték azokat a természetes anyagokat, amelyeknek nagy a ''remanens'' (visszamaradó) mágnessége, ezeket permanens mágneseknek nevezik. <ref>http://www.uni-miskolc.hu/~www_fiz/palasthy/Fizika_II/188_02.pdf</ref> ''Von Humboldt'' ezen jelenséget a [[Villám|villámok]] hatásának tulajdonította, melyet később vizsgálatok részben igazoltak. Ez volt a paleomágnesség kezdete. Nem sokkal ezután ''Delesse'' és ''Melloni'' kiömlési kőzetek mágneses vizsgálatai során azt találta, hogy azok hasonló módon mágneseződnek, mint a Föld mágneses terére jellemző. Ezt később ''Folgerhaiter'' (1899) is megerősítette publikációiban. ''Chevallier'' (1925) az [[Etna]] kiömlési kőzeteit vizsgálva igazolta a mágneses térnek nagy időtávlatokban lezajló változásait. ''David'' (1904) és ''Brunhes'' (1906) kutatásaikutatásaik során először mutattak rá arra, hogy a mágnesezettség iránya szekuláris trendek során változhat. A vizsgált kőzetek mágnesezettségének és a Föld adott pontján lévő mágneses térnek az összehasonlítása nyomán tapasztalt deviációk arra utalnak, hogy Föld mágneses pólusai valószínűleg megcserélődtek az idők folyamán. ''Mercanton'' (1926) feltételezte, hogy ha ez az elmélet igaz, akkor jelenleg is találhatók korábbi földtörténeti korokból származó kőzetek, amelyek ellentétesen mágneseződnek. ''Matuyama'' igazolta, hogy valamikor a [[negyedidőszak]] során a Föld mágneses tere és ilyen módon a pólusok is a maihoz képest ellentétes irányban álltak. Nem csupán a pólusok áthelyeződésének elvi lehetősége vetődött fel, hanem a kontinensek vándorlása is. A paleomágnesség elvével jól lehetett magyarázni az óceánokban tapasztalható mágneses anomáliákat, végső soron magát a [[lemeztektonika]] jelenségkörét is. A technikai fejlődés és a széleskörű paleomágneses vizsgálatok drámai ütemben megnövelték a rendelkezésre álló ismeretanyag mennyiségét. A mágneses anomáliák vizsgálata ma is kiterjedt ütemben zajlik. A legújabb átfogó adatbázist a ''Global Paleomagnetic Database'' bocsátja rendelkezésre.

1634-ben ''Gellibrand'' fedezte fel elsőként, hogy a mágneses inklináció nem csupán a térben, hanem egy adott ponton az idővel is változik. A Föld felszíni inklináció időbeli változását ún. ''izopor'' térképeken ábrázolják. Ezeken jól látható, hogy az '''''izoklin''''' görbék egy jól elkülöníthető középpont körül rajzolódnak ki, melynél a változás időbeli sebessége a legnagyobb. Ezen fókuszpontok nem konstansok, hanem helyük folyamatosan változik az idővel. Jelenleg a deklináció zérusponti helye az [[Egyenlítő]] mentén, észak-kelet [[Brazília|Brazíliában]] található. Megfelelő eszközök és elméleti háttér hiányában, a mágneses tér felfedezésekor még nem volt ismeretes, miként és milyen forrásból jön létre ezen közeg. Mivel [[Elektrosztatika|elektrosztatikusan]] nem volt mérhető, Gauss egy potenciálfüggvényből indult ki, mely kielégíti a [[Pierre-Simon de Laplace|Laplace]]-egyenletet és egy felszínre számított gömbharmonikus sorozattá terjeszthető ki. Ha a mágneses tér forrása a Föld belseje (annak középpontja), akkor az a középponttól számított ''r'' távolság növekedésével arányosan csökken. Ez a következő gömbharmonikus sorral írható le:

A Föld mágnesesség ún. dinamó elmélete szerint a Föld mágneses tere – a [[Nap|Naphoz]] hasonlóan – olyan mint egy öngerjesztő generátor (''Larmor'', 1919). ''Elsasser'' és ''Bullard'' továbbfejlesztették ezt az elméletet és feltételeztékúgy vélték, hogy a Föld elektromosan vezető, vastartalmú magja hozza létre azazt az elektrosztatikai teret, amely a Föld mágnesességért felelős. Ha egy tökéletesen vezető közegben mágneses tér van jelen, mozgása során az a rá jellemző teret magával viszi ([[Alfvén-hullám|Alfvén]]). A Föld esetében megállapítható, hogy bár a folyékony mag nem tökéletes vezető, mégis a jelenség tendenciózusan leírható ilyen módon (természetesen rövid időintervallumokban).

Egy másik elterjedtismert elmélet az ún.a [[Tórusz|toroid]], ill.valamint a ''poloid'' ''elmélet''. A ''toroid terek'' nem rendelkeznek sugárirányú komponenssel, ellentétben a poloid terekkel, amelyek viszont igen. A Föld felszín jellegzetesen poloid típusú, ugyanakkor az elmélet alapján a mágneses tér e két jellegzetes geometriai forgásfelület egymásba alakulásának mechanizmusa révén vezethető le. Azt a folyamatot, melynek során egy primitív poloidális mágneses mezőből egy toroidális mágneses mező generálódik, w-''effektus''nak nevezik. Ha a folyékony mag mozgása során toroidális komponenst is tartalmaz, a nagy vezetőképességű folyadék magával vonzza a mágneses mező egy részét. Ez a mágneses vonalakat kifeszíti és a toroidális hurkok köré poloidális mezővonalakat képez. A [[Coriolis-erő]] a feláramló folyadékban forgást generál (helicitás), amely az északi féltekén az óramutató járásával ellentétes értelmű. A mező vonalai csavar irányú deformációt szenvednek és egy poloidális hurok képződik. A jelenség voltaképp egy statisztikus [[Turbulencia|turbulens]] folyamat.

A dipólus tér intenzitásának időbeli változása nagy valószínűséggel több száz vagy 1000 éves periodicitást mutat, melynek valószínűleg része az elmúlt 100 év csökkenő tendenciája. A [[Dipólusmomentum|dipólus]] tengely helyzete – amely a mérések alapján a Föld mágneses pólus pozíciójának változatlanságából is látható – azonban alig változik. Az intenzitás-változás közelítő prognózisának meghatározásához – amennyiben csak a deklinációs értékek ismertek – a Gauss-koefficiens egzakt megadásának egyik módszere az extrapolációs számítás. Ezt alkalmazta először ''Barraclough'' (1974), aki több mint 170 gömbharmonikus modell időbeli értékeit összegezte egészen 1829-től. Ennek alapján a korábbi időpontok adatainak ismeretében egy Gauss-koefficiens kvázi értéke:

[[Fájl:A VDM ingadozásai.jpg|bélyegkép|228x228px|A virtuális dipólmomentum (VDM) ingadozásai geológiai időtávlatbanidőtávlatokban (''Tanaka és Kono nyomán, 1995'')]]

''Prevot'' és mts-ai (1990) feltételezték, a mezozoikum tájékán lezajlott egy hosszútávú periódus, melynek során a Föld mágneses dipólmomentuma jelentősen alcsonyabbalacsonyabb volt, nagyjából az egyharmada, mint később a [[Kainozoikum|kainozoikumban]] volt tapasztalható. Később, a [[jura]] időszakból származó fosszíliák alapos vizsgálata ezt alátámasztotta (''Kosterov'', 1999). A kutatási eredmények alapján azt lehet mondani, hogy a paleomágneses tér intenzitásának intervalluma hozzávetőleg 2 – 10²² Am² közöttire tehető (''Perrin''). A paleomágneses intenzitás hosszútávú ingadozásának analízisére a tapasztalatok alapján főleg az üledékes kőzetek bizonyultak alkalmasnak. Ennek egyik kutatási helyszíne volt hosszú időn keresztül a Windermere-tó (Nagy-Britannia).