Гипотеза Вайна – Мэтьюза – Морли - Vine–Matthews–Morley hypothesis

Наблюдаемый магнитный профиль морского дна вокруг срединно-океанического хребта хорошо согласуется с профилем, предсказанным гипотезой Вайна – Мэтьюза – Морли.

Гипотеза Вайна – Мэтьюза – Морли , также известная как гипотеза Морли – Вайна – Мэтьюза , была первой ключевой научной проверкой теории дрейфа континентов и тектоники плит о растяжении морского дна . Его ключевое влияние заключалось в том, что он позволил вычислить скорости движения плит на срединных океанских хребтах . В нем говорится, что океаническая кора Земли действует как регистратор инверсий направления геомагнитного поля при расширении морского дна.

История

Смотрите также: тектоника плит § Магнитная полосатость

Гарри Гесс выдвинул гипотезу о расширении морского дна в 1960 г. (опубликовано в 1962 г.); Термин «распространение морского дна» был введен геофизиком Робертом С. Дитцем в 1961 году. По словам Гесса, морское дно было создано в срединно-океанических хребтах конвекцией земной мантии, отталкивая и раздвигая более древнюю кору от хребта. Геофизик Фредерик Джон Вайн и канадский геолог Лоуренс В. Морли независимо друг от друга поняли, что если теория распространения морского дна Гесса верна, то породы, окружающие срединно-океанические хребты, должны показывать симметричные паттерны перемагничивания с использованием недавно собранных магнитных съемок. Оба письма Морли в Nature (февраль 1963 г.) и Journal of Geophysical Research (апрель 1963 г.) были отклонены, поэтому Вайн и его научный руководитель в Кембриджском университете Драммонд Хойл Мэтьюз первыми опубликовали теорию в сентябре 1963 г. Некоторые коллеги были настроены скептически. гипотезы из-за многочисленных сделанных предположений - распространение морского дна, геомагнитные инверсии и остаточный магнетизм - все гипотезы, которые все еще не получили широкого признания. Гипотеза Вайна – Мэтьюза – Морли описывает перемагничивание океанической коры. Дальнейшие доказательства этой гипотезы были получены от Кокса и его коллег (1964), когда они измерили остаточную намагниченность лав с участков суши. Уолтер С. Питман и Дж. Р. Хейрцлер предложили дополнительные доказательства с удивительно симметричным профилем магнитной аномалии Тихоокеанско-Антарктического хребта.

Морские магнитные аномалии

Магнитные аномалии у западного побережья Северной Америки. Пунктирные линии - центры распространения на срединно-океанических хребтах.

Гипотеза Вайна – Мэтьюза-Морли коррелирует симметричные магнитные картины, наблюдаемые на морском дне, с инверсиями геомагнитного поля . В срединно-океанических хребтах новая кора создается в результате нагнетания, экструзии и затвердевания магмы. После того, как магма остыла до точки Кюри , ферромагнетизм становится возможным, и направление намагниченности магнитных минералов во вновь образованной коре ориентируется параллельно текущему вектору фонового геомагнитного поля . После полного охлаждения эти направления блокируются в коре, и она становится постоянно намагниченной. Создание литосферы на хребте считается непрерывным и симметричным, поскольку новая кора вторгается в границу расходящейся плиты . Старая кора движется латерально и одинаково по обе стороны от гребня. Следовательно, когда происходят геомагнитные инверсии, кора по обе стороны от хребта будет содержать запись остаточных нормальных (параллельных) или обратных (антипараллельных) намагниченностей по сравнению с текущим геомагнитным полем. Магнитометр на буксире выше (вблизи дна, поверхности моря, или в воздухе) морское дно будет записывать положительный (высокий) или отрицательный (низкий) магнитные аномалии , когда над корочкой намагниченного в нормальном или обратном направлении. Гребень гребня аналогичен «двуглавому магнитофону», записывающему магнитную историю Земли.

Обычно есть положительные магнитные аномалии над нормально намагниченной земной корой и отрицательные аномалии над перевернутой земной корой. Локальные аномалии с короткими волнами также существуют, но считаются коррелированными с батиметрией . Магнитные аномалии над срединно-океаническими хребтами наиболее очевидны на высоких магнитных широтах, над гребнями, простирающимися с севера на юг, на всех широтах от магнитного экватора , и над хребтами, простирающимися с востока на запад на магнитном экваторе.

Интенсивность остаточной намагниченности в коре больше, чем наведенная намагниченность . Следовательно, форма и амплитуда магнитной аномалии контролируется главным образом первичным остаточным вектором в коре. Кроме того, место измерения аномалии на Земле влияет на ее форму при измерении с помощью магнитометра. Это связано с тем, что вектор поля, создаваемый намагниченной земной корой, и направление вектора магнитного поля Земли измеряются магнитометрами, используемыми в морских исследованиях. Поскольку вектор поля Земли намного сильнее, чем поле аномалии, современный магнитометр измеряет сумму поля Земли и составляющую поля аномалии в направлении поля Земли.

Части земной коры, намагниченные в высоких широтах, имеют магнитные векторы, которые круто падают вниз в нормальном геомагнитном поле. Однако вблизи южного магнитного полюса магнитные векторы круто наклонены вверх в нормальном геомагнитном поле. Следовательно, в обоих случаях аномалии положительные. На экваторе вектор поля Земли горизонтален, так что намагниченная там кора также будет выровнена по горизонтали. Здесь ориентация гребня спрединга влияет на форму и амплитуду аномалии. Компонент вектора, влияющий на аномалию, максимален, когда хребет выровнен с востока на запад, а пересечение магнитного профиля - с севера на юг.

Влияние

Гипотеза мощным образом связывает распространение морского дна и геомагнитные инверсии, при этом каждая из них расширяет знания друг о друге. В начале истории исследования гипотезы для изучения горных пород на суше была доступна только краткая запись инверсий геомагнитного поля. Этого было достаточно, чтобы позволить вычислить скорости спрединга за последние 700 000 лет на многих срединно-океанических хребтах путем определения ближайшей перевернутой границы земной коры к гребню срединно-океанического хребта. Позднее было обнаружено, что морские магнитные аномалии охватывают обширные склоны хребтов. Буровые скважины в коре на этих флангах хребтов позволили датировать ранние и более древние аномалии. Это, в свою очередь, позволило разработать прогнозируемую шкалу геомагнитного времени. Со временем исследования соединили наземные и морские данные, чтобы получить точную временную шкалу геомагнитной инверсии на протяжении почти 200 миллионов лет.

Смотрите также

использованная литература