الشذوذ المغناطيسي

في المسوحات الأرضية، تُجرى القياسات في سلسلة من المحطات،  تفصل بينها عادةً مسافة تتراوح بين 15 و60 مترًا. ويُستخدم عادةً مقياس مغناطيسي بروتوني، وغالبًا ما يُثبّت على عمود. ويُقلل رفع المقياس المغناطيسي من تأثير الأجسام الحديدية الصغيرة التي قد يتخلص منها الإنسان. وللحدّ من الإشارات غير المرغوب فيها، لا يحمل المساحون أشياءً معدنية مثل المفاتيح أو السكاكين أو البوصلات، كما يتجنبون أجسامًا مثل المركبات وخطوط السكك الحديدية والأسوار الشائكة. فإذا ما تم التغاضي عن بعض هذه الملوثات، فقد تظهر على شكل ارتفاع حاد في الشذوذ، لذا تُعامل هذه المعالم بحذر. ويتمثل التطبيق الرئيسي للمسوحات الأرضية في البحث الدقيق عن المعادن. ^{[ 2 ] : 163 [ 3 ] : 83-84}

تُستخدم المسوحات المغناطيسية المحمولة جوًا بشكل شائع في مسوحات النفط لتوفير معلومات أولية للمسوحات الزلزالية. في بعض الدول، مثل كندا ، أجرت الهيئات الحكومية مسوحات منهجية لمساحات واسعة. يتضمن المسح عادةً إنشاء سلسلة من خطوط الطيران المتوازية على ارتفاع ثابت، بمسافات تتراوح بين بضع مئات من الأمتار وعدة كيلومترات. تُقطع هذه الخطوط بخطوط ربط عرضية، عمودية على خط المسح الرئيسي، للتحقق من الأخطاء. يقع المستشعر المغناطيسي داخل المجال المغناطيسي للطائرة ، والذي يمكن تقليله بفصل المستشعر عن الطائرة على ذراع غير مغناطيسي أو بسحبه خلفها بواسطة كابل. تتميز المسوحات المغناطيسية الجوية بدقة مكانية أقل من المسوحات الأرضية، ولكن قد يكون هذا ميزة في المسح الإقليمي للصخور العميقة. ^{[ 2 ] : 166 [ 3 ] : 81-83}

في المسوحات البحرية، يُسحب مقياس المغناطيسية لمسافة بضع مئات من الأمتار خلف السفينة بواسطة جهاز يُسمى " السمكة" . ويُحافظ على المستشعر عند عمق ثابت يبلغ حوالي 15  مترًا. بخلاف ذلك، فإن الإجراء مشابه لما يُستخدم في المسوحات المغناطيسية الجوية. ^{[ 2 ] : 167 [ 3 ] : 83}

كان سبوتنيك 3، الذي أُطلق عام 1958، أول مركبة فضائية تحمل مقياسًا مغناطيسيًا. ^{[ 5 ] : 155 [ 6 ]} في خريف عام 1979، أُطلق القمر الصناعي ماغسات، الذي شغّلته وكالة ناسا وهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بشكل مشترك حتى ربيع عام 1980. وكان مزودًا بمقياس مغناطيسي قياسي يعمل ببخار السيزيوم ومقياس مغناطيسي متجهي يعمل ببوابة التدفق. ^{[ 7 ]} أجرى القمر الصناعي الألماني شامب قياسات دقيقة للجاذبية والمغناطيسية من عام 2001 إلى عام 2010. ^{[ 8 ] [ 9 ]} أُطلق القمر الصناعي الدنماركي أورستد عام 1999، ولا يزال يعمل حتى الآن، بينما تتضمن مهمة سوارم التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية "كوكبة" من ثلاثة أقمار صناعية أُطلقت في نوفمبر 2013. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

القابلية المغناطيسية للصخور والمعادن الشائعة ^{[ 3 ] : 74}

يكتب	القابلية للتأثر (${\displaystyle \times 10^{-3}}$(SI)
رسوبية
الحجر الجيري	0-3
الأحجار الرملية	0-20
الصخور الطينية	0.01-15
الصخور النارية
البازلت	0.2-175
جابرو	1-90
جرانيت	0-50
الريوليت	0.2-35
متحول
النيس	0.1-25
اعوج	3-17
لوح	0-35
المعادن
جرافيت	0.1
كوارتز	-0.01
الفحم	0.02
الطين	0.2
البيروتيت	1-6000
المغنيتيت	1200-19200

إن المغنطة في الصخور التي تم مسحها هي المجموع الاتجاهي للمغنطة المستحثة والمغنطة المتبقية :

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

إن التمغنط المستحث للعديد من المعادن هو نتاج المجال المغناطيسي المحيط وقابليتها المغناطيسية χ :

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

بعض نقاط الضعف موضحة في الجدول.

المعادن ذات الخاصية المغناطيسية المعاكسة أو المغناطيسية المسايرة تمتلك فقط مغنطة مستحثة. أما المعادن المغناطيسية الحديدية ، مثل الماغنيتيت، فقد تحمل أيضًا مغنطة متبقية. قد تستمر هذه المغنطة المتبقية لملايين السنين، لذا قد يكون اتجاهها مختلفًا تمامًا عن اتجاه المجال المغناطيسي الحالي للأرض. في حال وجود مغنطة متبقية، يصعب فصلها عن المغنطة المستحثة إلا بقياس عينات من الصخر. تُسمى نسبة المقدارين، Q = Mr _/ Mi _، بنسبة كونيغسبرغر . ^{[ 2 ] : 172-173 [ 13 ]}

عادةً ما يتم تفسير الشذوذات المغناطيسية بمطابقة القيم المرصودة والقيم المُنمذجة للحقل المغناطيسي الشاذ. وتتعامل خوارزمية طورها تالواني وهيرتزلر (1964) (وطورها كرافتشينسكي وآخرون، 2019) مع كلٍ من المغنطة المستحثة والمتبقية كمتجهات، وتتيح التقدير النظري للمغنطة المتبقية من مسارات الانجراف القطبي الظاهرية الموجودة لوحدات تكتونية أو قارات مختلفة. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

كشفت المسوحات المغناطيسية فوق المحيطات عن نمط مميز من الشذوذات حول سلاسل منتصف المحيط. يتضمن هذا النمط سلسلة من الشذوذات الموجبة والسالبة في شدة المجال المغناطيسي، مُشكلةً خطوطًا متوازية مع كل سلسلة. غالبًا ما تكون هذه الخطوط متناظرة حول محور السلسلة. يبلغ عرض الخطوط عادةً عشرات الكيلومترات، بينما تتراوح شدة الشذوذات بين بضع مئات من النانوتسلا. مصدر هذه الشذوذات هو في الأساس التمغنط الدائم الذي تحمله معادن التيتانومغنيتيت في البازلت والجابرو . يتمغنط هذه المعادن عند تشكل قشرة المحيط عند السلسلة. عندما تصعد الصهارة إلى السطح وتبرد، تكتسب الصخور تمغنطًا حراريًا متبقيًا في اتجاه المجال. ثم تُحمل الصخور بعيدًا عن السلسلة بفعل حركة الصفائح التكتونية . كل بضع مئات آلاف السنين، ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي . بالتالي، يُعد نمط الخطوط ظاهرة عالمية، ويمكن استخدامه لحساب سرعة تمدد قاع البحر . ^{[ 16 ] [ 17 ]}