A+ A A-

Jak magnetyzm oddziałuje na skały, czyli kto kogo przyciągnie i na czyją stronę

Ziemskie pole magnetyczne, jak również pole magnetyczne wywołane sztucznie w laboratorium, oddziałuje na każdą materię, porządkując jej momenty magnetyczne.

Najprostsze oddziaływanie można przedstawić za pomocą wzoru:


M = k x H


Gdzie:

  • M - wektor namagnesowania materii (w jednostkach SI – [A/m]),
  • k - podatność magnetyczna - współczynnik proporcjonalności między przyłożonym polem a miarą namagnesowania materii, np. skały (jest to parametr bezwymiarowy) 
  • H - wartość wektora pola magnetycznego przyłożonego do materii [A/m]

W zależności od reakcji na zadane pole magnetyczne substancje można podzielić na trzy podstawowe grupy:

  • Diamagnetyki – po przyłożeniu pola magnetycznego ich namagnesowanie jest minimalne, o kierunku przeciwnym do przyłożonego pola. Wartość podatności magnetycznej jest ujemna i niezależna od wielkości zadanego pola magnetycznego (do tej grupy należy wiele powszechnych minerałów, np. kwarc)
  • Paramagnetyki – reagują na pole ustawieniem swoich momentów magnetycznych równoległym do kierunku zadanego pola magnetycznego, jednak wartość podatności magnetycznej jest stosunkowo niska, a po odjęciu zewnętrznego pola magnetycznego momenty magnetyczne ulegają swobodnemu rozproszeniu kierunków (do tej grupy należą między innymi minerały ilaste, np. illit czy smektyt)
  • Ferromagnetyki sensu lato – reagują na zadane pole magnetyczne i ulegają namagnesowaniu, aż do momentu osiągnięcia stopnia nasycenia. Po odjęciu zewnętrznego pola magnetycznego namagnesowanie nie spada do zera, tylko pozostaje na pewnej wartości i zachowuje zwrot zgodny z wcześniej przyłożonym polem. Można powiedzieć, że ferromagnetyki wytwarzają wokół siebie pole magnetyczne (jak małe magnesy). To rezydualne namagnesowanie nazywane jest pozostałością magnetyczną. Dzięki tej właściwości ferromagnetyki są wykorzystywane do badań paleomagnetycznych, gdyż zdolne są do „zapamiętania" pola magnetycznego z przeszłości. Do najpopularniejszych ferromagnetyków w przyrodzie należą minerały żelaza. Tlenki, takie jak hematyt czy magnetyt, oraz siarczki – np. greigit.

Ze względu na ułożenie momentów magnetycznych w sieci krystalicznej ferromagnetyki dzielą się na trzy grupy:

  • Ferromagnetyki sensu stricto, w których wszystkie momenty magnetyczne mają ten sam zwrot, co wektor przyłożonego pola magnetycznego. Namagnesowanie tych substancji osiąga najwyższe wartości w grupie ferromagnetyków sensu lato (ryc. A)
  • Ferrimagnetyki, w których występują podsieci, z momentami magnetycznymi ułożonymi przeciwnie do kierunku zewnętrznego pola magnetycznego. Wypadkowe namagnesowanie jest przez to mniejsze niż w przypadku ferromagnetyków sensu stricto (ryc. B)
  • Antyferromagnetyki, w których momenty magnetyczne tworzą przeciwstawne sieci, przez co wypadkowy wektor magnetyczny jest minimalny (ryc. C)

Schematyczne ułożenie momentów magnetycznych w sieciach ferromagnetyków A) ferromagnetyków sensu stricte, B) ferrimagnetyków C) antyferromagnetykówSchematyczne ułożenie momentów magnetycznych w sieciach ferromagnetyków:  A) ferromagnetyków sensu stricto, B) ferrimagnetyków C) antyferromagnetyków

Joanna Roszkowska-Remin
Państwowy Instytut Geologiczny

 

Wulkanizm

Wulkany stożkowe

Wulkany stożkowe są najbardziej rozpowszechnione na lądzie. Powstają w wyniku wewnątrzpłytowych erupcji eksplozywnych, głównie o charakterze freatomagmowym, oraz erupcji eksplozywno-efuzywnych...

Erupcje subglacjalne

tuja

Erupcje subglacjalne są wielofazowe. W ich wyniku powstają wulkany o urwistych zboczach i z płaskim wierzchołkiem, zwane tujami.

Wulkany kompleksowe

Do form złożonych zalicza się tzw. wulkany kompleksowe, czyli wulkany z sylwetką zniekształconą przez pasożytnicze stożki lub kopuły dobudowane na...

Ile jest czynnych wulkanów na świecie?

W holocenie, czyli w czasie ostatnich 10 tys. lat, na obszarach lądowych było czynnych ok. 1500 wulkanów, podczas gdy najprawdopodobniej...

Erupcje głębokomorskie

W warunkach głębokomorskich ciśnienie wody przeciwdziała odgazowaniu magm i wypływających law, uniemożliwiając ich eksplozywną fragmentację, jednakże do fragmentacji law dochodzi...

Erupcje hawajskie

Do erupcji hawajskich zalicza się wylewy law bazaltowych w warunkach subaeralnych. Są to lawy o niskiej lepkości i wysokiej temperaturze...

Trzęsienia ziemi

Gdzie ziemia trzęsie się najczęściej…

Geograficzne rozmieszczenie epicentrów trzęsień ziemi pozwala na wydzielenie obszarów o różnej aktywności sejsmicznej: sejsmicznych, asejsmicznych i pensejsmicznych.

17-08-2012 Wyświetleń:6454 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Anatomia trzęsienia ziemi

Powierzchnię Ziemi przywykliśmy traktować jak stabilną opokę, której możemy w pełnić zaufać - wznosić na niej wielkie budynki, mosty, drogi...

17-08-2012 Wyświetleń:2646 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Dlaczego ziemia się trzęsie?

Wszystko przez te płyty! Ziemia składa się z kilku warstw, które charakteryzują się różnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Zewnętrzna, sztywna warstwa...

17-08-2012 Wyświetleń:7518 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Magnetyzm

Jak powstaje?

Uproszczona wizja relacji pomiędzy ruchem przewodzących płynów w jądrze zewnętrznym a powstawaniem pola magnetycznego Choć ludzie od wieków wykorzystują ziemskie pole...

03-07-2013 Wyświetleń:3367 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin

O magnetosferze i zorzy polarnej

Artystyczna wizja ziemskiej magnetosfery w zderzeniu z wiatrem słonecznym. Źródło: NASA

03-07-2013 Wyświetleń:4863 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin

Zmiany pola i wędrówka biegunów

Ziemskie pole magnetyczne nie jest jednorodne na całym globie. Są miejsca, gdzie jego natężenie jest większe, i takie, w którym...

03-07-2013 Wyświetleń:8753 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin