Magnetisasi Kerak Bumi

4
Sebagaimana dibahas dalam Bagian 5.3.1, setiap butir mineral di batu dapat diklasifikasikan sebagai memiliki diamagnetik, paramagnetik atau sifat feromagnetik. Ketika batu berada dalam medan magnet, penyelarasan momen magnetik oleh medan menghasilkan magnetisasi induksi proporsional ke medan magnet, konstan proporsionalitas yang menjadi kerentanan magnetik, yang dapat memiliki lebar rentang nilai dalam batuan (lihat Gambar. 5.13). bidang geomagnetik mampu menghasilkan berbagai macam induksi magnetisasi yang sejalan(correspondingly) dalam batuan kerak biasa. arah magnetisasi induksi sejajar dengan Medan magnet bumi di batu. Setiap batu biasanya berisi sejumlah kecil feromagnetik mineral. Sebagaimana telah kita lihat, biji-bijian ini bisa menjadi magnet permanen selama pembentukan batu atau dengan mekanisme lanjut.Magnetisasi remanen (MRI) dari batu tidak berhubungan dengan medan magnetik bumi sekarang, namun berhubungan dengan medan magnet bumi di geologi masa lalu.Arahnya biasanya berbeda dari bidang masa kini. Sebagai hasilnya arah Mr dan Mi umumnya tidak sejajar. Itu arah Mi adalah sama dengan bidang yang ada, tetapi arah Mr sering tidak diketahui kecuali dapat diukur dalam sampel batuan. Total magnetisasi batu adalah jumlah dari sisa dan induksi magnetisasi. Dan ini memiliki arah yang berbeda mereka harus dikombinasikan sebagai vektor. Arah magnetisasi resultan dari batu tidak sejajar dengan bidang geomagnetik. Jika intensitas Mr dan Mi mirip, sulit untuk menafsirkan Total magnetisasi. Untungnya, dalam banyak situasi penting Mr dan Mi cukup berbeda untuk memungkinkan beberapa penyederhanaan asumsi. Kepentingan relatif dari bagian remanen dan induksi magnetisasi adalah dinyatakan dalam rasio Königsberger (Qn), didefinisikan sebagai rasio intensitas magnetisasi remanen untuk itu (rasio intensitas magnetisasi) dari induksi magnetisasi (i.e., Qn_Mr /Mi). Dua situasi dari partikel yang tarik-menarik. Yang pertama adalah ketika Qn sangat besar (yaitu, Qn1). Dalam hal ini (Gambar. 5.40b), total magnetisasi didominasi oleh komponen remanen dan arahnya pada dasarnya sejajar dengan Mr. Basal kelautan, yang dibentuk oleh ekstrusi dan pendinginan bawah air yang cepat di

description

magnetisasi

Transcript of Magnetisasi Kerak Bumi

Sebagaimana dibahas dalam Bagian 5.3.1, setiap butir mineral di batu dapat diklasifikasikan sebagai memiliki diamagnetik, paramagnetik atau sifat feromagnetik. Ketika batu berada dalam medan magnet, penyelarasan momen magnetik oleh medan menghasilkan magnetisasi induksi proporsional ke medan magnet, konstan proporsionalitas yang menjadi kerentanan magnetik, yang dapat memiliki lebar rentang nilai dalam batuan (lihat Gambar. 5.13). bidang geomagnetik mampu menghasilkan berbagai macam induksi magnetisasi yang sejalan(correspondingly) dalam batuan kerak biasa. arah magnetisasi induksi sejajar dengan Medan magnet bumi di batu.Setiap batu biasanya berisi sejumlah kecil feromagnetik mineral. Sebagaimana telah kita lihat, biji-bijian ini bisa menjadi magnet permanen selama pembentukan batu atau dengan mekanisme lanjut.Magnetisasi remanen (MRI) dari batu tidak berhubungan dengan medan magnetik bumi sekarang, namun berhubungan dengan medan magnet bumi di geologi masa lalu.Arahnya biasanya berbeda dari bidang masa kini. Sebagai hasilnya arah Mr dan Mi umumnya tidak sejajar. Itu arah Mi adalah sama dengan bidang yang ada, tetapi arah Mr sering tidak diketahui kecuali dapat diukur dalam sampel batuan.Total magnetisasi batu adalah jumlah dari sisa dan induksi magnetisasi. Dan ini memiliki arah yang berbeda mereka harus dikombinasikan sebagai vektor. Arah magnetisasi resultan dari batu tidak sejajar dengan bidang geomagnetik. Jika intensitas Mr dan Mi mirip, sulit untuk menafsirkan Total magnetisasi. Untungnya, dalam banyak situasi penting Mr dan Mi cukup berbeda untuk memungkinkan beberapa penyederhanaan asumsi. Kepentingan relatif dari bagian remanen dan induksi magnetisasi adalah dinyatakan dalam rasio Knigsberger (Qn), didefinisikan sebagai rasio intensitas magnetisasi remanen untuk itu (rasio intensitas magnetisasi) dari induksi magnetisasi (i.e., Qn_Mr /Mi).Dua situasi dari partikel yang tarik-menarik. Yang pertama adalah ketika Qn sangat besar (yaitu, Qn1). Dalam hal ini (Gambar. 5.40b), total magnetisasi didominasi oleh komponen remanen dan arahnya pada dasarnya sejajar dengan Mr. Basal kelautan, yang dibentuk oleh ekstrusi dan pendinginan bawah air yang cepat di pegunungan laut, yang merupakan contoh batuan dengan rasio Qn tinggi. Karena pendinginan yang cepat dari lava cair, butir titanomagnetit bentuk dengan struktur rangka dan ukuran butir sangat halus. Basal kelautan membawa kuat thermoremanentmagnetization dan sering memiliki nilai Qn dari 100 atau lebih. Ini memfasilitasi interpretasi laut anomali magnetik, karena dalam banyak kasus induksi komponen dapat diabaikan dan magnetisasi kerak dapat diartikan seolah-olah seluruhnya remanen.5.5.2 MagnetometerInstrumen yang digunakan untuk mengukur medan magnet disebut magnetometer. Sampai tahun 1940-an magnetometer adalah instrumen mekanik yang menyeimbangkan torsi dari medan magnet pada jarum kompas seimbang terhadap gaya pemulih yang disediakan oleh gravitasi atau dengan torsi dalam serat suspensi. Jenis keseimbangan itu rumit, halus dan lambat untuk beroperasi. Untuk sensitivitas optimal mereka dirancang untuk mengukur perubahan komponen yang dipilih medan magnet, paling sering medan vertikal. Jenis magnetometer sekarang telah digantikan lebih sensitif, instrumen elektronik yang kuat. Yang paling penting dari ini adalah gerbang flux, protonprecession dan optik pompa magnetometer.

5.5.2.1 fluks-gerbang magnetometerBeberapa paduan nikel-besi khusus memiliki kerentanan magnetik sangat tinggi dan magnetisasi remanen sangat rendah. Contoh umum adalah Permalloy (78,5% Ni, 21,5% Fe) dan Mumetal (77% Ni, 16% Fe, 5% Cu, 2% Cr). penyusunan paduan ini melibatkan anil di suhu sangat tinggi (1100-1200? C) untuk menghilangkan cacat kisi sekitar yang mengalami stres internal yang bisa menghasilkan magnetostrictive energi. Setelah kejadian ini, koersivitas paduan menjadi sangat rendah (yaitu, magnetisasi yang dapat diubah oleh bidang yang sangat lemah) dan kerentanan sangat tinggi, bahwa medan Bumi dapat menyebabkan magnetisasi di dalamnya yang merupakan proporsi nilai saturasi yang cukup.Sensor dari gerbang fluks magnetometer terdiri dari dua potongan paralel dari paduan khusus (Gambar. 5.41a). mereka adalah luka(wound) yang berlawanan dengan kumparan energi primer. Ketika arus mengalir dalam kumparan primer, potongan paralel menjadi magnet dalam arah yang berlawanan. kumparan luka sekunder dari kumparan primer mendeteksi perubahan fluks magnetik dalam inti dimana sama dengan nol segera setelah inti mengalami penjenuhan (saturate). Sementara arus primer meningkat atau berkurang, fluks magnetik di setiap strip berubah dan tegangan terinduksi di kumparan sekunder. Jika tidak ada medan magnet eksternal, sinyal yang disebabkan fluks perubahan sama dan berlawanan dan tidak ada sinyal keluaran tercatat. Ketika sumbu sensor sejajar dengan medan magnet bumi, yang yang terakhir ditambahkan ke bidang utama dalam satu strip dan dikurangi dari dalam medan magnet bumi yang lain. tahapan magnetik fluks dalam gabungan potongan(strips) sekarang berbeda ; satu strips jenuh sebelum yang lain. Perubahan fluks dalam dua paduan strip tidak lagi sama dan berlawanan. Tegangan output diproduksi di kumparan sekunder yang sebanding dengan kekuatan komponen dari medan magnet bumi sepanjang sumbu sensor.Fluks-gate magnetometer adalah magnetometer vektor,karena mengukur kekuatan medan magnet dalam arah tertentu, yaitu sepanjang sumbu sensor. Hal ini mengharuskan sensor secara akurat berorientasi sepanjang arah komponen medan yang akan diuku untuk Total pengukuran medan ada tiga sensor yang bekerja. Ini tetap tegak lurus satu sama lain dan terhubung dengan sistem umpan balik dimana berputar di seluruh Unit sehingga dua dari sensor mendeteksi medan nol. medan magnetik yang akan diukur kemudian sejajar dengan sumbu sensor ketiga.Magnetometer fluxgate tidak menghasilkan nilai bidang absolut. Output adalah tegangan, yang harus dikalibrasi Dalam segi medan magnet. Namun, instrumen tersebut memberikan catatan berkesinambungan dari kekuatan medan. itu adalah sensitivitas dari sekitar 1 nT, membuatnya mampu mengukur anomali magnetik dalam hal tarikan geofisika. Instrumen ini dikembangkan selama Perang Dunia II sebagai detektor kapal selam. Setelah perang itu digunakan secara luas dalam survei magnetik udara.5.5.2.2 The proton-presesi magnetometerSejak Perang Dunia II, magnetometer sensitif telah dirancang di sekitar sifat mekanika kuantum. Proton-presesi magnetometer tergantung pada fakta bahwa inti atom hidrogen, proton, memiliki magnetik momen sebanding dengan momentum sudut putaran-nya. Karena momentum sudut terkuantisasi, momen magnetik proton hanya dapat memiliki nilai-nilai tertentu, yang merupakan kelipatan dari fundamental Unit yang disebut magneton nuklir. Situasi ini serupa dengan kuantisasi dari momen magnet terkait dengan putaran elektronnya dimana unit mendasar adalah Bohr magneton. Rasio momen magnetik dengan momentum putaran sudut disebut rasio gyromagnetic ( P) dari proton . Ini adalah konstanta mendasar secara akurat yang dikenal dengan nilai p2.675 13108 s1 T1.Lenggok proton berbentuk sederhana dan desain yg tegap. Sensor dari instrumen mengandung tabung yang berisi cairan kaya akan proton, seperti air. Di sekitar tabung yang mengenai magnetization selenoid dan detektor koil (5.42) ; beberapa desain menggunkan alternatif selenoid yg sama untuk pendeteksian dan pemagnetan. Ketika arus di selenoid magnetisasi dinyalakan, dia menciptakan medan magnet sebesar 10 Mt, yang kurang lebih 200x lbh kuat dr medan magnet bumi