Zjawiska magnetyzmu od skali planetarnej do mikroskali 1300-TZMP

Przedmiot oferuje możliwość rozwijania zainteresowań studenta poprzez zindywidualizowane podejście do wybranego zagadnienia badawczego z zakresu badań magnetycznych. W trakcie pierwszych zajęć formułowany jest problem badawczy i sposób podejścia do jego opracowania, które będzie podstawą zaliczenia przedmiotu. Podczas spotkań z tutorem omawiane są pojawiające się pytania i trudności. Student ma możliwość pogłębiania swojej wiedzy i nadawania kierunku dalszej pracy, zgodnie ze swoimi zainteresowaniami naukowymi.
Szczególny nacisk położony jest na przygotowanie opracowania końcowego w interesującej i praktycznej formie, którą może być ilustrowany tekst naukowy (np. draft publikacji), opracowanie kartograficzne w programach GIS lub model komputerowy (np. model ruchu kontynentu).

Przykładowe tematy tutorialu:

- Rekonstrukcja wędrówki wybranego kontynentu z zastosowaniem programu GPlates. W wyniku badań paleomagnetycznych otrzymuje się dane o położeniu danego fragmentu skorupy względem bieguna magnetycznego Ziemi w określonym czasie. Uczestnik zajęć ma za zadanie zebrać literaturowe dane dla wybranego przez siebie bloku litosfery (np. Płw. Iberyjskiego, Płw. Dekan), zamodelować i zwizualizować wędrówkę danego bloku w ogólnodostępnym oprogramowaniu GPlates.

- Rewersje ziemskiego pola magnetycznego w kontekście geotektonicznym.
W pewnych okresach historii Ziemi rewersja biegunów następowała stosunkowo często (np. trias-wczesna kreda, paleogen, neogen), podczas gdy inne okresy charakteryzowała stała polarność (późny karbon-perm, późna kreda), co nie zostało dotychczas wyjaśnione. W ramach zajęć uczestnik ma za zadanie poszukać możliwych przyczyn stabilności położenia i polarności biegunów poprzez zestawienie danych o rewersjach z różnymi danymi geologicznymi: cyklami superkontynentów, modelem konwekcyjnych pióropuszy płaszcza, czy historią zmian klimatycznych.

- Porównanie możliwych źródeł pól magnetycznych Ziemi, Marsa i Księżyca. Pola magnetyczne ciał niebieskich można charakteryzować pod kątem ich natężenia, dipolarności, jak i zmienności w czasie. W przypadku Ziemi przyjmuje się, że za pole magnetyczne odpowiada przepływ zjonizowanego płynu (tzw. model geodynama). W ramach zajęć należy wyjaśnić, jakie warunki muszą być spełnione, aby „geodynamo” zadziałało również w przypadku innych ciał niebieskich (Marsa, Księżyca) oraz czy dostępne obserwacje to potwierdzają.

- Anomalie magnetyczne na Marsie a jego budowa geologiczna – projekt GIS. Coraz intensywniejsze działania zmierzające do wysłania człowieka na Marsa i jego kolonizacji stawiają wyzwania przed rozpoznaniem budowy geologicznej tej planety i rozmieszczeniem jej surowców. Dane teledetekcyjne z satelitów mogą pozwolić na wskazanie potencjalnie interesujących rejonów przyszłej eksploracji. Uczestnik zajęć ma za zadanie zebrać informacje w formie dostępnych map magnetycznych (pól globalnych i skorupowych), grawimetrycznych, geologicznych i sporządzenie na ich podstawie projektu w wybranym programie GIS (np. QGIS, ArcGIS). Następnie należy podjąć analizę zestawionych w ten sposób danych pod kątem szczególnych struktur w litosferze Marsa, interesujących dla przyszłych misji.

- Atlas minerałów ferromagnetycznych w dużym powiększeniu (SEM). Minerały magnetyczne stanowią bogaty świat ziaren różnego pochodzenia: detrytycznego (magmowego), diagenetycznego, mikrobialnego, jak również antropogenicznego (zanieczyszczenia). Ziarna te mogą przyjąć postać dobrze wykształconych kryształów, tworzyć różne agregaty lub skupienia amorficzne. Zadaniem uczestnika jest udokumentowanie nośników magnetycznych z wybranych i przygotowanych przez siebie skał lub osadów współczesnych. Opracowanie przyjmie formę atlasu zdjęć z mikroskopu skaningowego (SEM) wraz z opisem form ich wykształcenia i interpretacją ich genezy.

- Po co bakteriom kompas magnetyczny? Tradycyjnie badania paleomagnetyczne wiązały namagnesowanie skał osadowych z obecnością detrytycznych ziaren magnetytu, jednak współczesne badania pokazują istotną rolę drobnych kryształów magnetytu i grejgitu, syntetyzowanych przez bakterie. Część bakteryjnej biomineralizacji powstaje jako zbędny produkt uboczny procesów życiowych, jednak znaczna ich część okazuje się być celowo wykorzystywana do ustawiania się zgodnie z liniami sił pola magnetycznego Ziemi. Zadaniem uczestnika zajęć jest wskazanie możliwych przyczyn wykorzystywania tego osobliwego zjawiska przez mikroorganizmy.