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

Erupcje subpliniańskie

Erupcje subpliniańskie mają charakter eksplozywny lub mieszany, a ich produkty wywodzą się z lepkich, kwaśnych magm o wysokiej zawartości gazów...

Erupcje subaeralne i płytkomorskie

typy erupcji

Podział erupcji subaeralnych i płytkowodnych na typy, oparty na ich przebiegu, ma długoletnią tradycję i w miarę rozwoju wiedzy o...

Erupcje hawajskie

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

Erupcje głębokomorskie

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

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 pliniańskie i ultrapliniańskie

Erupcje te obejmują działalność silnie eksplozywną, z podrzędnym udziałem lub przy braku epizodów efuzywnych.

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:4783 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:2428 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:6630 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Magnetyzm

Ziemskie pole magnetyczne

Uproszczony model ziemskiego pola magnetycznego  Nasza planeta zachowuje się jak wielki magnes - wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Pole to oddziałuje...

03-07-2013 Wyświetleń:8384 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:7283 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:4005 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin