Видимое полярное блуждание - Apparent polar wander

Видимое полярное блуждание (APW) - это воспринимаемое движение земной шар с палео -магнитные полюса относительно континент считая изучаемый континент фиксированным.[1] Он часто отображается на нынешней карте широты и долготы как путь, соединяющий местоположения геомагнитные полюса, полученные в разное время с помощью палеомагнитных методов.

В действительности относительное полярное движение может быть реальным. полярное странствие или дрейф континентов (или их комбинация).[2] Данные со всего мира необходимы для того, чтобы изолировать или различать эти два аспекта. Тем не менее магнитные полюса редко отклоняются далеко от географических полюсов планеты; скорее они склонны следовать истинное полярное странствие. Следовательно, концепция кажущегося полярного блуждания очень полезна в тектонике плит, поскольку она может проследить относительное движение континентов, а также образование и распад суперконтинентов.

История

Давно известно, что геомагнитное поле меняется во времени, и записи его направления и величины хранились в разных местах с 1800-х годов.[2] Техника рисования явного полярного блуждания была впервые разработана Криром и др. (1954), и это был важный шаг к принятию теории тектоники плит. С тех пор в этой области было сделано много открытий, и очевидное полярное блуждание стало лучше пониматься с развитием теории и модели геоцентрического осевого диполя (GAD). Сегодня в базе данных зарегистрировано более 10 000 палеомагнитных полюсов.[2]

Палеомагнитные полюса

Много исследований в палеомагнетизм направлена ​​на поиск палеомагнитных полюсов для разных континентов и в разные эпохи, чтобы собрать их в треки APWP.[2] Преимущество палеомагнитных полюсов состоит в том, что они должны иметь одинаковое значение в каждой точке наблюдения на основе модели геоцентрического осевого диполя (GAD).[3] Таким образом, их можно использовать для сравнения палеомагнитных результатов из удаленных друг от друга мест.

Рок магнетизм

Намагниченность окаменелостей в горных породах является ключом к обнаружению палеомагнитного полюса. Во время образования породы сохраняют направление магнитного поля. Наклонение (Im) и векторы склонения (Dm) сохраняются, поэтому могут быть найдены палеоширота (λp) и палеодолгота (φp) полюса.[3]

Температура блокировки

Причина сохранения характеристик поля исходит из концепции температуры блокировки (также известной как температура закрытия в геохронологии). При этой температуре система блокируется от теплового перемешивания при более низких температурах.[3] Поэтому некоторые минералы обладают остаточной намагниченностью. Одна проблема, которая возникает при определении остаточной (или ископаемой) намагниченности, заключается в том, что если температура поднимается выше этой точки, магнитная история разрушается. Однако теоретически должно быть возможно связать температуру магнитной блокировки с температурой изотопного замыкания, чтобы можно было проверить, можно ли использовать образец.[3]

Треки

Часто треки APWP представляют собой движение плиты относительно фиксированной точки (палеомагнитного полюса). Обычно наблюдаемый рисунок состоит из длинных, слегка изогнутых сегментов, соединенных короткими, резко изогнутыми сегментами. Они соответственно соответствуют временным интервалам постоянного движения пластины по сравнению с изменяющимся движением пластины.[3]

Эти сегменты описываются вращением вокруг точки поворота, которая называется палеомагнитным полюсом Эйлера («Эйлер» произносится как «масленка») (см. Теорема Эйлера вращения ). Относительное движение между двумя пластинами также описывается вращением вокруг полюса Эйлера. В последнее время стало легче определять конечные вращения, поскольку преобразования и гребни соответственно перпендикулярны и параллельны направлению полюса конечного вращения.[2] Таким образом, реконструкции последних 200 млн лет в основном опираются на морские геофизические данные. Меньше этого времени у нас заканчивается морское дно, поэтому нужно использовать другие способы, такие как палеомагнитные полюса и соответствие геологических наблюдений.

Определение палеомагнитных полюсов - сложный процесс, поскольку со временем появляется все больше неопределенностей. Надежность полюсов является предметом споров на протяжении многих лет. Палеомагнитные полюса обычно представляют собой среднее значение группы, определенное по разным образцам, чтобы усреднить вековые вариации во времени, чтобы удовлетворить гипотезу GAD.[2] Обработка данных - это большой шаг и включает в себя множество статистических расчетов для получения действительного палеомагнитного полюса.

Применительно к континентам можно определить конечное вращение с помощью палеомагнитных полюсов; то есть описывать определенное движение континента на основе записей его палеомагнитных полюсов. Однако есть две основные проблемы, связанные с ограничением конечного вращения:[3]

• Из-за случайных инверсий магнитного поля северный магнитный полюс в данный момент времени может находиться либо в северном, либо в южном полушарии. Без контекста невозможно узнать, какое направление магнитных векторов направлено на север. Опять же, в последнее время часто бывает лучший контекст, но после 300 млн лет становится все труднее.

• Палеодолгота не может быть ограничена одним полюсом. Вот почему необходимы данные из разных мест, так как это уменьшает степени свободы. Однако при очевидном пути полярного блуждания с высокой точностью палеодолгота может быть ограничена палеомагнитными вращениями Эйлера (полюса и углы вращения), оцененными на основе моделирования окружности по трекам APWP.[4]

Целью многих палеомагнитных исследований является сборка полюсов в APWP для различных континентальных фрагментов, что является первым шагом в реконструкции палеогеографии. Две основные проблемы в этой конструкции:

  • 1) Выбор надежных опор (критерии V90, BC02)
  • 2) Подгонка кривой.[3]

Первый вопрос решен с помощью общих критериев отбора. Наиболее распространенные из них были описаны Ван дер Во (1990; V90). К ним относятся неопределенность возраста, количества образцов, положительные полевые испытания, чтобы ограничить возраст намагниченности относительно возраста породы (например, тест складки), положения полюсов и т. Д. Бесс и Куртильо (2002; BC02) внесли некоторые изменения в эти критерии для конкретных приложений. После того, как полюса выбраны и приписана определенная степень надежности, остается задача подбора кривой, чтобы определить пути явного полярного блуждания. Для этого процесса использовались разные подходы: дискретные окна, ключевые полюса, подвижные окна, сплайны, анализ палеомагнитного полюса Эйлера (PEP), основной путь, данные только по наклону. Они различаются способом разделения полюсов, относительной важностью, приписываемой некоторым полюсам, и общей формой получаемых кривых.

Рекомендации

  1. ^ Кири, Филипп; Klepeis, Keith A .; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Чичестер: Вайли. п. 67. ISBN  978-1-4051-0777-8.
  2. ^ а б c d е ж Tauxe, Лиза (2010). Основы палеомагнетизма. Калифорнийский университет. ISBN  9780520260313.
  3. ^ а б c d е ж грамм МакЭлхинни, М .; Макфадден, П. (2000). Палеомагнетизм: континенты и океаны. Академическая пресса. ISBN  978-0080513461.
  4. ^ Wu, L .; Кравчинский В.А. (2014). «Получение палеодолготы из геометрической параметризации пути очевидного полярного блуждания: значение для реконструкции абсолютного движения плит». Письма о геофизических исследованиях. 41 (13): 4503–4511. Bibcode:2014GeoRL..41.4503W. Дои:10.1002 / 2014GL060080.