Магнетизм окружающей среды

Магнетизм окружающей среды — это изучение магнетизма , поскольку он связан с эффектами климата , переноса осадков , загрязнения и других воздействий окружающей среды на магнитные минералы. Он использует методы из магнетизма горных пород и магнитной минералогии . Магнитные свойства минералов используются в качестве косвенных показателей изменения окружающей среды в таких приложениях, как палеоклимат , палеоокеанография , исследования происхождения осадков , загрязнения и археология . ^[1] Главные преимущества использования магнитных измерений заключаются в том, что магнитные минералы практически повсеместны, а магнитные измерения быстры и неинвазивны.

История

Магнетизм окружающей среды был впервые выделен в отдельную область в 1978 году и был представлен широкой аудитории книгой « Магнетизм окружающей среды» в 1986 году. ^{[2] [3]} С тех пор он быстро развивался, находя применение и внося значительный вклад в ряд различных областей, особенно палеоклимат, седиментологию, палеоокеанографию и исследования загрязнения твердыми частицами. ^{[4] [5]}

Основы

Магнетизм окружающей среды основан на двух частях магнетизма горных пород : магнитной минералогии , которая изучает, как основные магнитные свойства зависят от состава; и магнитном гистерезисе , который может предоставить подробную информацию о размере частиц и других физических свойствах, которые также влияют на гистерезис. Было разработано несколько параметров, таких как магнитная восприимчивость и различные виды остаточной намагниченности , чтобы представить определенные особенности гистерезиса. ^{[6] [7]} Затем эти параметры используются для оценки размера и состава минералов. Основными источниками магнитных свойств горных пород являются оксиды железа , включая магнетит , маггемит , гематит ; и сульфиды железа (особенно грейгит и пирротин ). Эти минералы являются сильномагнитными, поскольку при комнатной температуре они магнитно упорядочены (магнетит, маггемит и грейгит являются ферримагнетиками , в то время как гематит является скошенным антиферромагнетиком ).

Чтобы связать магнитные измерения с окружающей средой, специалисты по магнитной экологии выявили ряд процессов, которые приводят к образованию каждого магнитного минерала. К ним относятся эрозия , транспорт , сжигание ископаемого топлива и бактериальное образование. Последнее включает внеклеточное осаждение и образование магнитосом магнитотактическими бактериями .

Приложения

Палеоклимат

Магнитные измерения использовались для исследования прошлого климата. Классическим примером является изучение лесса , который представляет собой пыль, переносимую ветром с краев ледников и окраин полузасушливых пустынь. В северо-центральном Китае покровы лесса, отложившиеся во время ледниковых периодов , чередуются с палеосолями (ископаемыми почвами), которые образовались во время более теплых и влажных межледниковых периодов . Профили магнитной восприимчивости этих отложений были датированы с помощью магнитостратиграфии , которая определяет геомагнитные инверсии , и коррелированы с климатическими индикаторами, такими как стадии изотопов кислорода . В конечном итоге эта работа позволила экологическим магнетистам составить карту изменений в цикле муссонов в течение четвертичного периода . ^[5] Магнитные измерения озерных отложений также могут быть использованы для реконструкции процессов на поверхности возвышенностей, которые были связаны с прошлым климатом. ^[8]

Смотрите также

• Дым

Примечания

1. Деккерс 1997
2. Олдфилд и др. 1978
3. Томпсон и Олдфилд 1986
4. Махер и Томпсон 1999
5. Эванс и Хеллер 2003
6. Данлоп и Оздемир 1997
7. Махер 1988
8. Ли, Юн-Сян; Ю, Цзычэн; Кодама, Кеннет П.; Мёллер, Роберт Э. (2006). «14 000-летняя история изменений окружающей среды, раскрытая по данным минералогического магнитного анализа из Уайт-Лейка, северо-запад Нью-Джерси, США». Earth and Planetary Science Letters . 246 (1–2): 27–40. Bibcode : 2006E&PSL.246...27L. doi : 10.1016/j.epsl.2006.03.052.

Ссылки

• Деккерс, MJ (1997). «Экологический магнетизм: введение». Геология в Минбау . 76 (1–2): 163–182. дои : 10.1023/А: 1003122305503. S2CID  127663569.
• Данлоп, Дэвид Дж.; Оздемир, Озден (1997). Каменный магнетизм: основы и границы . Кембриджский университет. Нажимать . ISBN 978-0-521-32514-1.
• Эванс, Майкл Э.; Хеллер, Фридрих (2003). Магнетизм окружающей среды: принципы и применение магнетизма окружающей среды . Academic Press . ISBN 978-0-12-243851-6.
• Maher, BA (1988). "Магнитные свойства некоторых синтетических субмикронных магнетитов". Geophys. JR Astron. Soc . 94 (1): 83–96. Bibcode :1988GeoJI..94...83M. doi : 10.1111/j.1365-246X.1988.tb03429.x .
• Махер, BA; Томпсон, Р. (1999). Четвертичные среды, климаты и магнетизм . Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-62417-6.
• Oldfield, F.; Dearing, JA; Thompson, R.; Garret-Jones, SE (1978). «Некоторые магнитные свойства озерных отложений и их возможные связи со скоростью эрозии». Polskie Archive. Hydrobiologia . 25 : 321–331.
• Томпсон, Р.; Олдфилд, Ф. (1986). Магнетизм окружающей среды . Аллен и Анвин . ISBN 978-0-04-538003-9.
• Verosub, Kenneth L.; Roberts, Andrew P. (1995). «Экологический магнетизм: прошлое, настоящее и будущее». J. Geophys. Res . 100 (B2): 2175–2192. Bibcode : 1995JGR...100.2175V. doi : 10.1029/94JB02713.