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Paläointensität

 
     
  Fpal,beschreibt die durch Methoden des Paläomagnetismus bestimmte Intensität
des Erdmagnetfeldes in der historischen, prähistorischen und geologischen Vergangenheit vor seiner
direkten Messung mit Hilfe von Magnetometern in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Diese
Information kann aus der natürlichen remanenten Magnetisierung (NRM) von Gesteinen und
gebrannten Keramiken gewonnen werden. Die thermoremanente Magnetisierung (TRM) ist dabei von
besonderer Bedeutung, da nur sie im Labor unter ähnlichen Bedingungen wie in der Natur künstlich erzeugt werden kann. Dabei nutzt man aus, dass die Intensität einer TRM bei so schwachen
Magnetfeldern Ha wie dem Erdmagnetfeld proportional zur Stärke des angelegten Feldes ist:
TRM=χTRM·Ha. Die Grösse χTRM bezeichnet man auch als Suszeptibilität der TRM. Sie hängt von der
Art der ferrimagnetischen Minerale, ihrer Kornform, Korngrössenverteilung und einer Reihe anderer Faktoren ab und kann theoretisch nicht ausreichend genau berechnet werden, um mit Hilfe solcher
Parameter aus der NRM (unter der Voraussetzung, sie sei eine TRM) die Paläointensität Fpal



bestimmen zu können. Fpal kann nur experimentell dadurch ermittelt werden, dass man bei einer
Gesteinsprobe durch langsames, möglichst die natürlichen Verhältnisse simulierendes Abkühlen von
Temperaturen grösser als die maximale Curie-Temperatur in einem bekannten Laborfeld eine
künstliche thermoremanente Magnetisierung TRMLabor erzeugt. Zwischen dem Laborfeld HLabor, dem Paläofeld Fpal, der künstlich im Labor erzeugten Thermoremanenz TRMLabor und der natürlichen
Thermoremanenz TRMpal besteht folgende Beziehung: TRMpal/TRMLabor=χTRM·Fpal / χTRM·HLabor.
Wenn sich weder die ferrimagnetischen Minerale noch ihre internen Strukturen (Verteilung der Koerzitivfeldstärken und Blockungstemperaturen) während der geologischen Geschichte und durch
die Erhitzungsexperimente änderten, so blieb auch χTRM unverändert und das Paläofeld Fpal ist dann
gegeben durch: Fpal=HLabor·TRMpal/TRMLabor.
Der oben skizzierte Grundgedanke zur Bestimmung der Paläointensität (Vergleich der totalen
Thermoremanenzen) wurde in der Thellier-Thellier-Methode weiter verfeinert und in diskreten
Temperaturintervallen zwischen Raumtemperatur und der Curie-Temperatur auf den Vergleich der partiellen Thermoremanenzen (PTRMpal/PTRMLabor) ausgedehnt. Die Sedimentationsremanenz
(DRM) eignet sich nicht für die Bestimmung der absoluten Paläointensität, wohl aber zum Vergleich
relativer Paläointensitätsschwankungen. Um dabei den Einfluss unterschiedlicher Konzentrationen
ferrimagnetischer Minerale in den Gesteinen auszuschalten, verwendet man dabei die magnetische Suszeptibilität χ, die isothermale Remanenz (IRM) oder auch die anhysteretische remanente
Magnetisierung (ARM) als Normierungsgrössen. Aus der Paläointensität Fpal, dem Radius R der Erde
und der Paläoinklination Ipal bzw. der Paläobreite φpal=arctan(0,5·tanIpal)
lässt sich über die Formel:
mpal=Fpal·R3·[1+3·cos2φpal]-1/2
das Paläodipolmoment mpal der Erde berechnen. Diese Grösse wird verwendet, wenn Daten aus verschiedenen Regionen miteinander verglichen werden (Abb. 1 und 2).

PaläointensitätPaläointensität 1: Paläodipolmoment mpal der Erde mit Fehlerbalken (in Einheiten 1022 Am2) der letzten 300 Mio. Jahre (Ma=Mio. Jahre).

PaläointensitätPaläointensität 2: Paläodipolmoment mpal der Erde mit Fehlerbalken (in Einheiten 1022 Am2) der letzten 12.000 Jahre.
 
 

 

 

 
 
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