海底地磁条带

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海底海底地磁条带
海底海底地磁条带的展示:颜色越暗,越近正向磁场

海底地磁条带(英语:Seafloor magnetic striping)是指海底地球磁场的变化有如斑马的图案,呈条带分布(如图)。这是由于新洋壳从洋中脊溢出后,被当时地球磁场,磁化后形成的洋壳。因为地球磁极轴的反转,陆续形成的洋壳,有正负磁场相间的分布。因而形成斑马的图案。这也是证明海底扩张最有力的证据[1].。

历史

从 1950 年代开始,Victor Vacquier 使用由第二次世界大战期间开发的空中探测器改装而成的磁力计来探测潜艇。开始侦察出海底的磁场有变化。 这不令人惊讶,因为海底的玄武岩含磁铁矿,会在局部扭曲罗盘读数。 冰岛水手早在 18 世纪后期,就认识到了这种现象。 但更重要的是,由于磁铁矿的存在赋予玄武岩可测量的磁性,而磁性的变化也提供研究深海床另一种方法[2]

从1950 年代后,当广阔的区域收集到海底磁场资料后,海底磁场成图就呈现出一种类似斑马的图案:一个条纹具有正常极性,而相邻的条纹具有相反的极性。 这些条纹被称为地海底地海底地磁条带,由 Ron G. Mason 及其同事于 1961 年发表,但没有对这些数据的解释[3] [4].

在 1960 年代初期,Heezen、Hess 和 Dietz 等科学家开始提出理论[5][6][7]. 他们认为 来自地球深处的岩浆很容易通过洋中脊的薄弱区域(中央裂谷)上升,并最终在顶部喷发,形成新的海洋地壳。 这个过程最初被命名为“传送带学说”,后来被称为海底扩张学说。 这个地质过程运行了数百万年,而在50,000 公里阔的海洋形成新的海底[3]

在磁条“斑马图案”的地图出版仅四年后,劳伦斯•莫利和弗雷德•瓦恩分别独立的和德拉蒙德•马修斯于 1963 年正确建立海底扩张与这些图案之间的因果关系[8], 现在称为 Vine-Matthews-Morley 学说。 这学说有下列证据的支持[2]

1. 条带之分布大洋中脊是对称的; 在山脊或山脊附近,岩石非常年轻,远离山脊逐渐变老[9],

2. 洋中脊顶部最年轻的岩石都具有现代(正常)极性[9],

3. 岩石在不同的条带中出现交替磁极反转,表明它们是在不同时期形成的,记录了地球磁场反转事件[3].

影响

通过解释斑马状海底地磁条带和大洋中脊系统的构造,海底扩张假说 迅速获得广汎认可,并使板块构造理论进一步进展。 此外,海洋地壳现在被视为地球磁场地磁场反转 历史的自然“磁带录音”。 目前的研究,致力于校准海洋地壳中的正磁场反转模式,另一方面致力于鉴定玄武岩层的年代测定,来建立磁地层学。 并进一步对海底扩张速率的估计 和板块重建[9]

参考文献

  1. ^ Connerney, J.E.P.; Acuña, M.H.; Wasilewski, P.J.; Ness, N.F.; Rème H.; Mazelle C.; Vignes D.; Lin R.P.; Mitchell D.L.; Cloutier P.A. (1999). "Magnetic Lineations in the Ancient Crust of Mars". Science. 284 (5415): 794–98. Bibcode:1999Sci...284..794C. doi:10.1126/science.284.5415.794. PMID 10221909
  2. ^ 2.0 2.1 Heirtzler, James R.; Le Pichon, Xavier; Baron, J. Gregory (1966). "Magnetic anomalies over the Reykjanes Ridge". Deep-Sea Research. 13 (3): 427–32. Bibcode:1966DSRA...13..427H. doi:10.1016/0011-7471(66)91078-3
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Mason, Ronald G.; Raff, Arthur D. (1961). "Magnetic survey off the west coast of the United States between 32°N latitude and 42°N latitude". Bulletin of the Geological Society of America. 72 (8): 1259–66. Bibcode:1961GSAB...72.1259M. doi:10.1130/0016-7606(1961)72[1259:MSOTWC]2.0.CO;2. ISSN 0016-7606
  4. ^ Raff, Arthur D.; Mason, Roland G. (1961). "Magnetic survey off the west coast of the United States between 40°N latitude and 52°N latitude". Bulletin of the Geological Society of America. 72 (8): 1267–70. Bibcode:1961GSAB...72.1267R. doi:10.1130/0016-7606(1961)72[1267:MSOTWC]2.0.CO;2. ISSN 0016-7606
  5. ^ Heezen, B. (1960). "The rift in the ocean floor". Scientific American. 203 (4): 98–110. Bibcode:1960SciAm.203d..98H. doi:10.1038/scientificamerican1060-98.
  6. ^ Hess, H.H. (November 1962). "History of Ocean Basins" (PDF). In A.E.J. Engel; Harold L. James; B.F. Leonard (eds.). Petrologic studies: a volume to honor of A.F. Buddington. Boulder, CO: Geological Society of America. pp. 599–620.
  7. ^ Dietz, Robert S. (June 1961). "Continent and Ocean Basin Evolution by Spreading of the Sea Floor". Nature. 190 (4779): 854–57. Bibcode:1961Natur.190..854D. doi:10.1038/190854a0. S2CID 4288496
  8. ^ Vine, F.J.; Matthews, D.H. (1963). "Magnetic anomalies over oceanic ridges". Nature. 199 (4897): 947–949. Bibcode:1963Natur.199..947V. doi:10.1038/199947a0. S2CID 4296143.
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Le Pichon, Xavier (15 June 1968). "Sea-floor spreading and continental drift". Journal of Geophysical Research. 73 (12): 3661–97. Bibcode:1968JGR....73.3661L. doi:10.1029/JB073i012p03661