Własności magnetyczne skał – wykład dla doktorantów 1300-SZD-WMS

Badania magnetyczne w naukach o Ziemi znajdują tradycyjne zastosowanie w odtwarzaniu dawnego pola magnetycznego, ruchu kontynentów, stratygrafii i mineralogii. Nowoczesne badania magnetyczne rozwijają problematykę mikrostruktury i stanu domenowego minerałów magnetycznych, ich stabilności chemicznej w warunkach diagenezy, wpływu węglowodorów i działalności mikrobialnej, a także problematykę biomineralizacji nowych faz magnetycznych oraz zanieczyszczeń środowiska cząstkami pochodzenia antropogenicznego. Badania anizotropii własności magnetycznych dostarczają informacji o kierunkach i stopniu deformacji tektonicznych, homogenizacji osadu i pierwotnych procesach sedymentacyjnych.
Wykład omawia fizyczne warunki występowania trwałego momentu magnetycznego w geologicznej skali czasu, jak i w eksperymentalnych stanach pomiarowych w laboratorium, szerokie spektrum zastosowań badań magnetycznych, metody pomiarów laboratoryjnych oraz narzędzia obliczeniowe i statystyczne w obróbce danych.

Tematy omawiane na wykładach są następujące:
1. Wprowadzenie do magnetyzmu ciał stałych oraz pola ziemskiego.
2. Podatność magnetyczna – model fizyczny, pomiar podatności w laboratorium i w terenie, interpretacja.
3. Namagnesowanie – histereza, model domen magnetycznych, energia namagnesowania, wpływ temperatury i stabilność namagnesowania w czasie.
4. Własności magnetyczne naturalnie występujących minerałów ferromagnetycznych. Podstawy ich identyfikacji metodami magnetycznymi.
5. Geochemia, warunki powstawania i stabilności minerałów magnetycznych.
6. Badania magnetyczne w analizach środowiskowych. Obieg żelaza w przyrodzie, biomineralizacja, wpływ antropogeniczny.
7. Paleomagnetyzm i magnetostratygrafia. Opis pozornej ścieżki bieguna i dawnej pozycji kontynentów.
8. Niewielkie zmiany ziemskiego pola magnetycznego – wysokorozdzielcza stratygrafia i badania znalezisk archeologicznych.
9. Analizy FORC (ang. „first-order reversal curve”), układy wieloskładnikowe (analizy „end-members”) i granulometria magnetyczna.
10. Anizotropia własności magnetycznych. Relacja tekstury magnetycznej do procesów sedymentologicznych i deformacji tektonicznych.
11. Analiza geometryczna kierunków na sferze. Opis statystyczny własności anizotropowych.
12. Omówienie aparatury i oprogramowania stosowanego w badaniach magnetycznych. Planowanie eksperymentów magnetycznych w laboratorium.