更新时间:2024-06-27 08:15
洋底磁异常条带(striped magnetic anomalies in sea floor):玄武质洋壳在洋中脊产生并随着扩展作用持续从大西洋中脊的条带状磁异常(据Heirtzler et al.,1966年)轴向两侧推移。
当它冷却通过居里温度时,岩石中的铁磁性矿物按当时的地球磁场方位和强度被磁化。图为现代大西洋中脊的洋底条带状磁异常,几十千米宽的正、负磁异常条带相间排列,记录了周期性发生的磁场反转。它们总的和洋中脊平行,并以洋中脊为轴对称分布,同位素测年表明,临近洋中脊的磁异常条带的岩石较远离洋中脊磁异常条带的岩石为新。磁异常条带的宽度与海底扩张速度成正比,把每一异常条带离脊轴的距离按顺序标绘在磁性年表上,所得直线的斜率即为海底扩张速度。
磁异常条带大致平行于洋中脊轴线延伸,正负相间排列,并对称地分布于大洋中脊两侧,且各磁条带的宽度和古地磁场转向期事件的持续时间长短成正比关系。
磁异常条带是由于地下有大量含有磁性的物质喷出引起了异常。
海底磁异常条带是50年代后半期发现的。
大致平行于洋中脊轴线延伸,正负异常相间排列并对称地分布于大洋中脊两侧,单个磁异常条带宽约数公里到数十公里,纵向上延伸数百公里以上而不受地形影响,在遇到洋底断裂带时被整体错开(图9.9)。对于这种磁异常条带的成因,曾一度使人们困惑不解,有人认为这是洋底岩石磁性强弱不同所引起的,但这种观点不能解释磁条带分布的规律性,也与当时所获得的海底地质资料不吻合。1963年,英国学者瓦因和马修斯结合海底扩张假说与地磁场倒转现象,对海底磁异常条带作了极为成功的解释。他们认为海底磁异常条带不是由海底岩石磁性强弱不同所致,而是在地球磁场不断倒转的背景下海底不断新生和扩张的结果(图9.10)。高温的地幔物质不断沿大洋中脊轴部上涌冷凝形成新的海底,当它冷却经过居里温度时,新生的海底玄武岩层便会沿当时地磁场方向磁化。随着海底扩张,先形成的海底向两侧推移,在中脊顶继续不断地形成新的海底,如果某个时候地磁场发生转向,则这时形成的海底玄武岩层便在相反的方向上被磁化。这样,只要地磁在反复地转向,海底又不断地新生和扩张,那就必然会形成一条条正向和反向磁化相间排列、平行洋脊对称分布的磁化条带。扩张的海底就像录音磁带那样记录了地磁场转向的历史。正向磁化的海底条带由于加强了地磁场强度而形成正异常,反向磁化的海底条带由于抵消了一部分地磁场强度而形成负异常。
事实证明,从地下溢出的高温熔岩,当其温度下降到居里点(500—450℃)以下,其中矿物内部原子振动量减小,特别是像磁铁矿一类的矿物,其内部原子开始受到地球磁场的控制,按照磁力线的方向发生磁化,使每一块小矿物变成一个极性与地球磁场相平行的小磁石。在外界磁场作用下物质获得磁性,当外界磁场去掉或改变后,又永远保持原来的磁性,这称为剩余磁性。像熔岩在由热变冷的过程中即可获得剩余磁性,这称为热剩余磁性。大部分火成岩具有这种磁性,部分沉积岩也可获得剩余磁性。专门研究岩石中剩余磁性的科学,称为古地磁学。用精密仪器可以测定岩石剩余磁性的方向和大小,并可据以确定古地磁极的位置及强度、追溯地球磁场变化的历史和确定岩石的年代。
从1956年起,科学工作者开始测量海底岩石的磁化强度,并把正、负磁性异常圈定在图上进行研究。从60年代起,就陆续有人发现,在横穿洋脊方向所测得的磁力异常曲线相似,每一侧的正负异常都在另一侧同样的位置出现;同时发现在过去亿万年地球发展过程中,地球磁场南北极曾多次反向,现在的磁场叫正向,与现在磁场方向相反的叫逆向。把所有横剖面上所测得的正负异常连接起来,即可看出在洋脊两侧具有一系列与之平行的磁异常条带,正向和逆向交替出现,以洋脊为中心对称排列。每一条磁条带宽度不超过数十千米,而长度却可达几千千米以上。