자기 이상

중앙 아프리카의 방귀 자기 이상과 동유럽의 쿠르스크 자기 이상(둘 다 빨간색)

지구물리학에서 자기 변칙은 암석의 화학적 변화나 자기장의 변화로 인한 지구 자기장의 국소적인 변화이다.면적에 걸친 변동의 매핑은 피복 재료에 의해 가려진 구조를 검출하는 데 유용하다.대양의 중간 능선과 평행한 연속된 해저 대역에서의 자기 변화(지자기 역류)는 판구조론의 중심 개념인 해저 확산에 대한 중요한 증거였다.

측정.

자기 이상은 일반적으로 자기장의 극히 일부입니다.총 필드의 범위는 25,000 ~65,000 나노테슬라(nT)^[1]입니다.이상을 측정하려면 자력계가 10nT 이하의 감도를 필요로 합니다.자기 ^[2]^{: 162–164}^[3]^{: 77–79}이상을 측정하는 데 사용되는 자력계에는 크게 세 가지 유형이 있습니다.

플럭스게이트 자력계는 제2차 세계대전 중에 잠수함을 ^[3]^{: 75}^[4]탐지하기 위해 개발되었다.센서의 특정 축을 따라 구성 요소를 측정하므로 방향을 설정해야 합니다.육지에서는 종종 수직으로 방향을 잡는 반면, 항공기, 선박 및 위성에서는 일반적으로 축이 필드 방향을 향하도록 방향을 잡습니다.지속적으로 자기장을 측정하지만 시간이 지남에 따라 이동한다.드리프트를 보정하는 한 가지 방법은 ^[2]^{: 163–165}^[3]^{: 75–77}조사 중에 동일한 장소에서 반복 측정을 수행하는 것입니다.
양성자 세차 자력계는 자기장의 강도를 측정하지만 방향은 측정하지 않으므로 방향을 지정할 필요가 없습니다.각 측정에는 1초 이상 걸립니다.시추공과 고해상도 경사계 ^[2]^{: 163–165}^[3]^{: 77–78}조사를 제외한 대부분의 지상 조사에 사용된다.
알칼리 가스(가장 일반적으로 루비듐과 세슘)를 사용하는 광학식 펌프식 자력계는 0.001nT 이하의 높은 샘플링 속도와 감도를 가지지만 다른 유형의 자력계보다 비싸다.그것들은 인공위성과 대부분의 항공자기 ^[3]^{: 78–79}탐사에 사용된다.

data 취득

지상 기반

지상 조사에서는 일반적으로 15~60m 간격으로 일련의 관측소에서 측정이 이루어진다.보통 양성자 세차 자력계가 사용되며 종종 극에 설치된다.자력계를 올리면 인간이 버린 작은 철 물체의 영향을 줄일 수 있다.불필요한 신호를 더욱 줄이기 위해, 조사관은 열쇠, 칼, 나침반과 같은 금속 물체를 휴대하지 않으며, 자동차, 철도 노선, 철조망과 같은 물체는 피합니다.이러한 오염 물질을 간과할 경우 이상 징후에서 급격한 스파이크로 나타날 수 있으므로 이러한 특성은 의심스럽게 취급됩니다.지반 조사의 주요 적용 분야는 ^[2]^{: 163}^[3]^{: 83–84}광물의 상세한 탐색이다.

공기 자기

대기 자기 조사는 지진 조사를 위한 예비 정보를 제공하기 위해 석유 조사에 종종 사용된다.캐나다와 같은 일부 국가에서는 정부 기관이 광범위한 지역을 체계적으로 조사했다.이 조사는 일반적으로 100미터에서 수 킬로미터의 간격을 두고 일정한 높이에서 연속 평행 주행을 하는 것을 포함한다.이러한 선들은 오류를 확인하기 위해 주 조사와 수직인 간혹 타이 라인과 교차됩니다.비행기는 자력의 원천이기 때문에 센서는 붐(그림과 같이)에 장착되거나 케이블 뒤에 견인됩니다.공기 자기 조사는 지면 조사보다 공간 분해능이 낮지만, 깊은 ^[2]^{: 166}^[3]^{: 81–83}암석의 지역 조사에 유리할 수 있다.

선박에 의한

선상 조사에서 자기계는 물고기라고 불리는 장치로 배 수백 미터 뒤에서 견인된다.센서는 약 15m의 일정한 깊이로 유지됩니다.그렇지 않으면, 이 절차는 항공자기 ^[2]^{: 167}^[3]^{: 83}조사에 사용되는 절차와 유사하다.

우주선

1958년 스푸트니크 3호는 자력계를 ^[5]^{: 155}^[6]실은 최초의 우주선이었다.1979년 가을, Magsat는 NASA와 USGS에 의해 1980년 봄까지 발사되어 공동 운영되었습니다.그것은 세슘 증기 스칼라 자력계와 플럭스게이트 벡터 ^[7]자력계를 가지고 있었다.독일 위성인 CHAMP은 2001년부터 ^[8]^[9]2010년까지 정확한 중력과 자기장을 측정했다.덴마크 위성 외르스테드는 1999년에 발사되어 아직 운용되고 있는 반면, 유럽우주국의 군집 임무는 2013년 ^[10]^[11]^[12]11월에 발사된 세 개의 위성의 "성단"을 포함한다.

data 축소

자기 측정에는 크게 두 가지 보정이 필요합니다.첫 번째는 외부 소스에서 필드의 단기 변화를 제거하는 것이다. 예를 들어, 24시간 주기와 최대 30nT의 크기를 갖는 주간 변동, 아마도 ^[3]^{: 72}전리층에 대한 태양풍의 작용에서 제거된다.또한 자기 폭풍은 최대 규모 1000nT를 가질 수 있으며 며칠 동안 지속될 수 있습니다.이들의 기여도는 기지국으로 반복적으로 돌아가거나 고정 ^[2]^{: 167}위치에서 주기적으로 필드를 측정하는 다른 자기계를 사용하여 측정할 수 있습니다.

둘째, 이상은 자기장에 대한 국소적인 기여이기 때문에 주 지자기장을 빼야 한다.국제지자기기준장은 보통 이 목적을 위해 사용된다.이것은 인공위성, 자기관측소 및 기타 ^[2]^{: 167}조사를 바탕으로 한 대규모 시간 평균 수학 모델입니다.

중력 이상에 필요한 일부 보정은 자기 이상에 대해 덜 중요합니다.예를 들어 자기장의 수직구배는 0.03nT/m 이하이므로 일반적으로 고도보정이 ^[2]^{: 167}필요하지 않다.

해석

이론적 배경

일반 암석 및^[3]^{: 74} 광물의 자기 감수성

유형	감수성 $\times 10^{-3}$ - $\times 10^{-3}$ { $디스플레이$ 스타일 $\times$ 10 $^{-3}$ SI $\times 10^{-3}$ )
퇴적물
리미스톤	0-3
사암	0-20
셰일즈	0.01-15
화성
현무암	0.2-175
갑브로	1-90
화강암	0-50
유올라이트	0.2-35
변성체
편마이스	0.1-25
서펜타인	3-17
슬레이트	0-35
광물
흑연	0.1
석영	-0.01
석탄	0.02
클레이	0.2
피로타이트	1-6000
마그네타이트	1200-19200

조사된 암석의 자화는 유도 및 잔류 자화의 벡터 합입니다.

\mathbf {M} = \mathbf {M} _{\text{i}}+\mathbf {M} _{\text{r}}}.

많은 광물의 유도 자화는 주변 자기장과 그 자화율의 산물이다. $δ$ :

\displaystyle \mathbf {M} _{\text{i}}=\chi \mathbf {H} .}

표에 몇 가지 민감도를 나타냅니다.

반자성 또는 상사성 광물은 유도 자화만 한다.마그네타이트와 같은 강자성 광물은 잔류 자화 또는 잔류도 수반할 수 있다.이 잔상은 수백만 년 동안 지속될 수 있기 때문에 현재의 지구장과는 완전히 다른 방향일 수 있다.잔류물이 존재할 경우 암석의 시료를 측정하지 않으면 유도 자화로부터 분리하기 어렵다.Q = $M r / M i$ $크기$ 의 비율을 Koenigsberger ^[2]^{: 172–173}^[13]비율이라고 합니다.

자기 이상 모델링

자기 이상 해석은 보통 이상 자기장의 관측 및 모델링 값을 일치시킴으로써 이루어집니다.Talwani와 Heirtzler(1964년)에 의해 개발된 알고리즘(그리고 Kravchinsky, 2019년)은 유도 자화와 잔류 자화를 모두 벡터로 취급하며, 다른 구조 단위 ^[14]^[15]또는 대륙에 대해 기존의 겉보기 극성 방황 경로에서 남은 자화의 이론적 추정을 가능하게 한다.

적용들

해저 줄무늬

북미 서부 해안의 후안 데 푸카 산맥과 고다 능선 주변의 자기 이상 현상이 연령별로 구분되어 있습니다.

해양에 대한 자기 탐사는 중앙해령 주변의 특징적인 이상 패턴을 밝혀냈다.이들은 자기장의 세기에 있어서 일련의 양의 이상과 음의 이상을 수반하며, 각 능선에 평행하게 이어지는 줄무늬를 형성한다.이들은 종종 능선의 축을 중심으로 대칭입니다.줄무늬의 폭은 일반적으로 수십 킬로미터이며, 이상 징후는 수백 나노테슬라입니다.이러한 이상현상의 근원은 주로 현무암과 갑브로스의 티탄 자석 광물에 의해 운반되는 영구 자화이다.그것들은 산등성이에 해양 지각이 형성될 때 자화된다.마그마가 표면으로 떠오르고 식으면 암석은 자기장 방향으로 영구 자화한다.그리고 나서 암석은 지각판의 움직임에 의해 산등성이에서 떠내려간다.수십만 년마다 자기장의 방향이 반대로 변한다.따라서 줄무늬 패턴은 세계적인 현상이며 해저 확산 속도를 ^[16]^[17]계산하는데 사용될 수 있다.

픽션에서

Arthur C의 Space Odyssey 시리즈. 클라크, 일련의 단석들은 외계인들이 인간이 찾을 수 있도록 남겨뒀어.티코 분화구 근처에 있는 하나는 비정상적으로 강력한 자기장에 의해 발견되며 티코 자기 이상 1(TMA-1)^[18]이라고 이름 붙여졌다.목성의 궤도를 도는 한 개는 TMA-2라고 이름 붙여졌고, 올두바이 협곡의 한 개는 2513년에 발견되었고 원시 인류에 의해 처음 마주쳤기 때문에 소급해서 TMA-0이라고 이름 붙여졌다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ "Geomagnetism Frequently Asked Questions". National Geophysical Data Center. Retrieved 21 October 2013.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Mussett, Alan E.; Khan, M. Aftab (2000). "11. Magnetic surveying". Looking into the earth: an introduction to geological geophysics (1. publ., repr. ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press. pp. 162–180. ISBN 0-521-78085-3.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Telford, W. M.; L. P. Geldart; R. E. Sheriff (2001). "3. Magnetic methods". Applied geophysics (2nd, repr. ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press. pp. 62–135. ISBN 0521339383.
^ Murray, Raymond C. (2004). Evidence from the earth: forensic geology and criminal investigation. Missoula (Mont.): Mountain press publ. company. pp. 162–163. ISBN 978-0-87842-498-6.
^ Dicati, Renato (2017). Stamping the Earth from Space. Springer. ISBN 9783319207568.
^ Purucker, Michael E.; Whaler, Kathryn A. "6. Crustal magnetism". In Kono, M. (ed.). Geomagnetism (PDF). Treatise on Geophysics. Vol. 5. Elsevier. p. 195–236. ISBN 978-0-444-52748-6.
^ Langel, Robert; Ousley, Gilbert; Berbert, John; Murphy, James; Settle, Mark (April 1982). "The MAGSAT mission". Geophysical Research Letters. 9 (4): 243–245. Bibcode:1982GeoRL...9..243L. doi:10.1029/GL009i004p00243.
^ "The CHAMP mission". GFZ German Research Centre for Geosciences. Retrieved 20 March 2014.
^ Reigber, Christoph, ed. (2005). Earth observation with CHAMP : results from three years in orbit (1st ed.). Berlin: Springer. ISBN 9783540228042.
^ Staunting, Peter (1 January 2008). "The Ørsted Satellite Project" (PDF). Danish Meteorological Institute. Retrieved 20 March 2014.^{[영구 데드링크]}
^ "Swarm (Geomagnetic LEO Constellation)". eoPortal Directory. European Space Agency. Retrieved 20 March 2014.
^ Olsen, Nils; Stavros Kotsiaros (2011). "Magnetic Satellite Missions and Data". IAGA Special Sopron Book Series. 5: 27–44. doi:10.1007/978-90-481-9858-0_2. ISBN 978-90-481-9857-3.
^ Clark, D. A. (1997). "Magnetic petrophysics and magnetic petrology: aids to geological interpretation of magnetic surveys" (PDF). AGSO Journal of Australian Geology & Geophysics. 17 (2): 83–103. Archived from the original (PDF) on 20 March 2014. Retrieved 20 March 2014.
^ Talwani, M.; J. R. Heirtzler (1964). Computation of magnetic anomalies caused by two dimensional structures of arbitrary shape.
^ Kravchinsky, V. A.; D. Hnatyshin; B. Lysak; W. Alemie (2019). "Computation of magnetic anomalies caused by two dimensional structures of arbitrary shape: derivation and Matlab implementation". Geophysical Research Letters. 46 (13): 7345–7351. Bibcode:2019GeoRL..46.7345K. doi:10.1029/2019GL082767. S2CID 197572751.
^ Merrill, Ronald T.; McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (1996). The magnetic field of the earth : paleomagnetism, the core, and the deep mantle. San Diego: Acad. Press. pp. 172–185. ISBN 0124912451.
^ Turcotte, Donald L. (2014). Geodynamics. Cambridge University Press. pp. 34–39. ISBN 9781107006539.
^ Nelson, Thomas Allen (2000). Kubrick : inside a film artist's maze (New and expanded ed.). Bloomington: Indiana University Press. p. 107. ISBN 9780253213907.

추가 정보

Constable, Catherine G.; Constable, Steven C. (2004). "Satellite Magnetic Field Measurements: Applications in Studying the Deep Earth". In Sparks, Robert Stephen John; Hawkesworth, Christopher John (eds.). The state of the planet frontiers and challenges in geophysics. Washington, DC: American Geophysical Union. pp. 147–159. ISBN 9781118666012.
Hinze, William J.; Frese, Ralph R.B. von; Saad, Afif H. (2013). Gravity and magnetic exploration : principles, practices, and applications. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 9780521871013.
Hinze, R. A. Langel, W. J. (2011). The magnetic field of the earth's lithosphere : the satellite perspective (1st pap. ed.). Cambridge, U.K.: Cambridge University Press. ISBN 978-0521189644.
Kearey, Philip; Brooks, Michael; Hill, Ian (16 April 2013). "7. Magnetic surveying". An Introduction to Geophysical Exploration. John Wiley & Sons. ISBN 9781118698938.
Maus, S.; Barckhausen, U.; Berkenbosch, H.; Bournas, N.; Brozena, J.; Childers, V.; Dostaler, F.; Fairhead, J. D.; Finn, C.; et al. (August 2009). "EMAG2: A 2-arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 10 (8): n/a. Bibcode:2009GGG....10.8005M. doi:10.1029/2009GC002471.

외부 링크

[NGDC-1] "Geomagnetism Frequently Asked Questions". National Geophysical Data Center. Retrieved 21 October 2013.

[Mussett-2] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Mussett, Alan E.; Khan, M. Aftab (2000). "11. Magnetic surveying". Looking into the earth: an introduction to geological geophysics (1. publ., repr. ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press. pp. 162–180. ISBN 0-521-78085-3.

[Telford-3] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Telford, W. M.; L. P. Geldart; R. E. Sheriff (2001). "3. Magnetic methods". Applied geophysics (2nd, repr. ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press. pp. 62–135. ISBN 0521339383.

[4] Murray, Raymond C. (2004). Evidence from the earth: forensic geology and criminal investigation. Missoula (Mont.): Mountain press publ. company. pp. 162–163. ISBN 978-0-87842-498-6.

[Dicati-5] Dicati, Renato (2017). Stamping the Earth from Space. Springer. ISBN 9783319207568.

[6] Purucker, Michael E.; Whaler, Kathryn A. "6. Crustal magnetism". In Kono, M. (ed.). Geomagnetism (PDF). Treatise on Geophysics. Vol. 5. Elsevier. p. 195–236. ISBN 978-0-444-52748-6.

[7] Langel, Robert; Ousley, Gilbert; Berbert, John; Murphy, James; Settle, Mark (April 1982). "The MAGSAT mission". Geophysical Research Letters. 9 (4): 243–245. Bibcode:1982GeoRL...9..243L. doi:10.1029/GL009i004p00243.

[8] "The CHAMP mission". GFZ German Research Centre for Geosciences. Retrieved 20 March 2014.

[9] Reigber, Christoph, ed. (2005). Earth observation with CHAMP : results from three years in orbit (1st ed.). Berlin: Springer. ISBN 9783540228042.

[10] Staunting, Peter (1 January 2008). "The Ørsted Satellite Project" (PDF). Danish Meteorological Institute. Retrieved 20 March 2014.^{[영구 데드링크]}

[11] "Swarm (Geomagnetic LEO Constellation)". eoPortal Directory. European Space Agency. Retrieved 20 March 2014.

[12] Olsen, Nils; Stavros Kotsiaros (2011). "Magnetic Satellite Missions and Data". IAGA Special Sopron Book Series. 5: 27–44. doi:10.1007/978-90-481-9858-0_2. ISBN 978-90-481-9857-3.

[Clark-13] Clark, D. A. (1997). "Magnetic petrophysics and magnetic petrology: aids to geological interpretation of magnetic surveys" (PDF). AGSO Journal of Australian Geology & Geophysics. 17 (2): 83–103. Archived from the original (PDF) on 20 March 2014. Retrieved 20 March 2014.

[Talwani-14] Talwani, M.; J. R. Heirtzler (1964). Computation of magnetic anomalies caused by two dimensional structures of arbitrary shape.

[Kravchinsky-15] Kravchinsky, V. A.; D. Hnatyshin; B. Lysak; W. Alemie (2019). "Computation of magnetic anomalies caused by two dimensional structures of arbitrary shape: derivation and Matlab implementation". Geophysical Research Letters. 46 (13): 7345–7351. Bibcode:2019GeoRL..46.7345K. doi:10.1029/2019GL082767. S2CID 197572751.

[16] Merrill, Ronald T.; McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (1996). The magnetic field of the earth : paleomagnetism, the core, and the deep mantle. San Diego: Acad. Press. pp. 172–185. ISBN 0124912451.

[17] Turcotte, Donald L. (2014). Geodynamics. Cambridge University Press. pp. 34–39. ISBN 9781107006539.

[18] Nelson, Thomas Allen (2000). Kubrick : inside a film artist's maze (New and expanded ed.). Bloomington: Indiana University Press. p. 107. ISBN 9780253213907.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

Search

자기 이상

네임스페이스

더

목차

측정.

data 취득

지상 기반

공기 자기

선박에 의한

우주선

data 축소

해석

이론적 배경

자기 이상 모델링

적용들

해저 줄무늬

픽션에서

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

추가 정보

외부 링크

Search

자기 이상

측정.

data 취득

지상 기반

공기 자기

선박에 의한

우주선

data 축소

해석

이론적 배경

자기 이상 모델링

적용들

해저 줄무늬

픽션에서

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

추가 정보

외부 링크

「」를 참조해 주세요.