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居里点、化石磁性、古地磁学和海洋地质领域有着怎样密切的联系呢?作为上世纪地学研究一大奇迹的海底磁性条带的发现,证明了磁性条带的极性也随着地球磁场发生翻转。这一系列的科学发现带给我们极大的欢欣鼓舞,但同时也还有更多的问题仍需科学家们去探索。
19世纪末,著名物理学家居里在自己的实验室里发现了磁石的一个物理特性:当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会消失。后来,人们把这个温度称为“居里点”。在地球上,岩石在成岩过程中因受到地磁场的磁化作用,会获得微弱磁性,并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。这就是说,无论地磁场怎样变换方向,只要它的温度不高于“居里点”,岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理,科学家们只要测出岩石的磁性,就能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中常说的化石磁性。在此基础之上,科学家利用化石磁性的原理,研究地球演化历史中的地磁场变化规律,这就是古地磁说。
为了寻找大陆漂移说的新证据,科学家把古地磁学引入海洋地质领域,并取得了令人鼓舞的成绩。
第二次世界大战之后,科学家们使用高灵敏度的磁力探测仪,在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁探测。之后,又使用磁力仪等仪器,以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的结果让他们惊奇地发现,在大洋的底部存在着平行于大洋洋中脊中轴线的等磁力线条带,并呈南北向分布在中轴线两侧,磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米,宽为数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现,成为20世纪地学研究的一大奇迹。
1963年,英国剑桥大学一位年轻学者F.J.瓦因和他的老师D.H.马修斯提出:如果“海底扩张”曾经发生过,那么,大洋洋中脊上涌的熔岩在凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向,也就是说在洋中脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时,磁性条带的极性也应该发生反转,故磁性条带的宽度可以作为两次反转间隔时间的度量标准。这个大胆的假说,很快被证实了:科学家们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。由此,他们计算出在7600万年中,地磁曾发生过171次反转现象。
研究还发现,地球磁场两次反转之间的间隔周期最长约为300万年,最短约为5万年,平均周期约为42-48万年。而今天的地球磁场方向已维持了70万年,所以,科学家们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近。
对于海底磁性条带的研究仍在继续中,许多问题仍找不到令人满意的答案。例如,对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题,就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说,但其真正的原因还依然是个谜,有待科学家们去继续探索。
19世纪末,著名物理学家居里在自己的实验室里发现了磁石的一个物理特性:当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会消失。后来,人们把这个温度称为“居里点”。在地球上,岩石在成岩过程中因受到地磁场的磁化作用,会获得微弱磁性,并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。这就是说,无论地磁场怎样变换方向,只要它的温度不高于“居里点”,岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理,科学家们只要测出岩石的磁性,就能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中常说的化石磁性。在此基础之上,科学家利用化石磁性的原理,研究地球演化历史中的地磁场变化规律,这就是古地磁说。
为了寻找大陆漂移说的新证据,科学家把古地磁学引入海洋地质领域,并取得了令人鼓舞的成绩。
第二次世界大战之后,科学家们使用高灵敏度的磁力探测仪,在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁探测。之后,又使用磁力仪等仪器,以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的结果让他们惊奇地发现,在大洋的底部存在着平行于大洋洋中脊中轴线的等磁力线条带,并呈南北向分布在中轴线两侧,磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米,宽为数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现,成为20世纪地学研究的一大奇迹。
1963年,英国剑桥大学一位年轻学者F.J.瓦因和他的老师D.H.马修斯提出:如果“海底扩张”曾经发生过,那么,大洋洋中脊上涌的熔岩在凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向,也就是说在洋中脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时,磁性条带的极性也应该发生反转,故磁性条带的宽度可以作为两次反转间隔时间的度量标准。这个大胆的假说,很快被证实了:科学家们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。由此,他们计算出在7600万年中,地磁曾发生过171次反转现象。
研究还发现,地球磁场两次反转之间的间隔周期最长约为300万年,最短约为5万年,平均周期约为42-48万年。而今天的地球磁场方向已维持了70万年,所以,科学家们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近。
对于海底磁性条带的研究仍在继续中,许多问题仍找不到令人满意的答案。例如,对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题,就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说,但其真正的原因还依然是个谜,有待科学家们去继续探索。