مغنطة البقايا الطبيعية

المغناطيسية المتبقية الطبيعية هي المغناطيسية الدائمة للصخور أو الرواسب . وهي تحفظ سجلاً للمجال المغناطيسي للأرض في وقت ترسب المعدن كرسوب أو تبلوره في الصهارة، بالإضافة إلى الحركة التكتونية للصخر على مدى ملايين السنين من موقعه الأصلي. وتشكل المغناطيسية المتبقية الطبيعية أساس علم المغناطيسية القديمة وعلم الطبقات المغناطيسية .

تُعدّ المغناطيسية المتبقية الطبيعية ذات أهمية بالغة في دراسة الصخور النارية، وتستند إليها غالبية الدراسات. ويعود ذلك إلى احتواء هذه الصخور على مجال مغناطيسي منذ لحظة تكوّنها. ومن خلال قياس فرق الزاوية بين المجال المغناطيسي الحالي واتجاه الصخور، يُمكن تحديد ميل المجال المغناطيسي، بالإضافة إلى رصد مدى تغيّر المجال المغناطيسي. كما تُعدّ هذه الطريقة الأكثر شيوعًا لتحديد اتجاه وقوة المغناطيسية المتبقية. وتكمن الصعوبة الرئيسية في حال تعرّضت الصخور لتجوية شديدة أو كانت مغطاة بطبقات سميكة من الرواسب. (شوانغ ليو، 2018)

في عام 1906، اكتشف برونيس في حمم العصر البليوسيني في فرنسا اتجاهات مختلفة للحقول المغناطيسية التي كانت تشير عادةً إلى الشمال والأسفل، والتي أصبحت الآن تشير إلى الجنوب والأسفل. وقد تمكن من إثبات أن الصخور النارية المتصلبة كانت ممغنطة بقطبية مشابهة للصخور النارية الأخرى. أدى هذا الاكتشاف إلى ابتكار اختبار التلامس المتصلب الذي مكّن من تحديد الأعمار النسبية في مناطق الصخور النارية. (نيل أوبدايك، 1996)

توجد أنواع عديدة من المغناطيسية المتبقية الطبيعية التي قد تظهر في العينة. وكثيرًا ما تحتوي العينات على أكثر من نوع متراكب. تُكتسب المغناطيسية المتبقية الحرارية (TRM) أثناء التبريد عبر درجة حرارة كوري للمعادن المغناطيسية، وهي أفضل مصدر للمعلومات حول المجال المغناطيسي للأرض في الماضي. أما المغناطيسية المتكونة نتيجة لتغير الطور أو التفاعل الكيميائي أو نمو البلورات في درجات حرارة منخفضة فتُسمى المغناطيسية المتبقية الكيميائية . تكتسب الرواسب مغناطيسية متبقية أثناء الترسيب خلال تكوينها، أو مغناطيسية متبقية بعد الترسيب . ^{[ 1 ]}

بعض أنواع المغناطيسية المتبقية غير مرغوب فيها، ويجب إزالتها قبل قياس المغناطيسية المتبقية المفيدة. أحدها هو المغناطيسية المتبقية متساوية الحرارة ، وهي أحد مكونات المغناطيسية المتبقية الطبيعية التي تنشأ عند تعريض جسيم لمجال مغناطيسي قوي، مما يؤدي إلى قلب المجال لعزومه المغناطيسية ذات الإكراه المنخفض إلى اتجاه يفضله المجال. ومن الآليات الشائعة لاكتساب المغناطيسية المتبقية متساوية الحرارة حدوث ضربات البرق. وهناك نوع آخر هو المغناطيسية المتبقية اللزجة ، وهي مغناطيسية متبقية تكتسبها الصخور عندما تبقى في المجال المغناطيسي للأرض لفترات طويلة. ^{[ 1 ]}

يُكتسب أهم مكون من مكونات المغناطيسية المتبقية عند تكوّن الصخر، ويُسمى هذا المكون بالمكون الأساسي أو المغناطيسية المتبقية المميزة . أما أي مكون لاحق فيُسمى بالمكون الثانوي . ولفصل هذه المكونات، تُزال المغناطيسية المتبقية الطبيعية تدريجيًا باستخدام تقنيات إزالة المغناطيسية الحرارية أو بمجال متناوب للكشف عن المكون المغناطيسي المميز. ^{[ 1 ]}

لكن "لا يمكن إزالة جميع التغيرات المغناطيسية الناتجة عن الصدمات الميكانيكية عن طريق إزالة المغنطة بالتردد المتناوب". ^{[ 2 ]} تتميز الأحجار الرملية البحرية الحاملة للنفط بتركيبات معدنية غير مستقرة فيزيائيًا، حيث تزداد قابليتها للتأثر بالمجالات المنخفضة ومغنطتها المتبقية متساوية الحرارة بشكل لا رجعة فيه، حتى بعد الصدمات الميكانيكية الضعيفة وإزالة المغنطة بالتردد المتناوب في مجالات متناوبة قصوى تبلغ 100 مللي تسلا. ^{[ 2 ]}

يُستخدم الماغنيتيت لقياس المغنطة الكيميائية المتبقية. ولأنه يُنمّى في مجال مغناطيسي، فإنه بعد فترة معينة يُحجب المجال، وبالتالي يكتسب مغنطة كيميائية متبقية. مع ذلك، لا يزال هذا المفهوم وهذا السلوك غير مفهومين تمامًا (بيك، 1991). كما أُجريت دراسة لاستكشاف تأثير أكسدة الماغنيتيت عند درجات حرارة منخفضة إلى ماغيميت . وأظهرت النتائج أن هذه الطريقة ليست فعالة تمامًا، نظرًا لأن الفصل بين المغنطة الكيميائية المتبقية والمغنطة اللزجة المتبقية المتكونة في اتجاه المجال المُختار لم يكن فعالًا بالقدر الكافي (غابيف، 1991).

يقيس المغناطيسية المتبقية تحديدًا مقدار المغناطيسية المتبقية عند إزالة المادة المغناطيسية من مجال مغناطيسي. ويُستخدم هذا القياس للحصول على معلومات حول تركيز المادة المغناطيسية، وتركيبها المعدني، وحجم حبيباتها. وقد وفر ذلك بيانات عن المعادن التي تُساهم في الإشارة المغناطيسية، ومعلومات عن مصادرها، ووجودها في التربة، وسلوكها المغناطيسي. (سينجر، 2013)

• المغناطيسية الصخرية