mercoledì 11 settembre 2019

IL MAGNETISMO FOSSILE o PALEOMAGNETISMO, di Rosa Maria Mistretta


la scuola del sapere
roccia sedimentaria - fonte treccani.it

Il magnetismo fossile o paleomagnetismo analizza il magnetismo  delle rocce per risalire alle direzione fossile del campo magnetico terrestre (CMT) e le sue inversioni, attraverso la misura della magnetizzazione acquisita dalle rocce al momento della loro formazione.


Già nel 1600, si sosteneva che tutta la Terra fosse un grosso magnete, che genera un campo magnetico che fa sentire i suoi effetti sul piccolo magnete dell'ago della bussola, così da allinearlo secondo l'asse nord-sud. Il campo magnetico terrestre è paragonato a quello di una sfera uniformemente magnetizzata, caratterizzata da due poli magnetici, che non coincidono, però, con i due poli Nord e Sud geografici.
il campo magnetico come prodotto di una potentissima calamita posta al centro del pianeta,
inclinata di 11°30' rispetto all'asse terrestre. I punti in cui l'asse del dipolo incontra la superficie terrestre sono detti poli geomagnetici. Il polo geomagnetico situato nell'emisfero boreale si trova a 78°30' N, 69° W; il polo geomagnetico situato nell'emisfero australe si trova a 78°30' S, 111° E - focus.it

Fin dalla fine del XVIII secolo era nota l’esistenza di rocce aventi un’intensa magnetizzazione propria, considerata l’effetto di fulmini caduti sugli affioramenti geologici.

Gli studi seguenti su lave molto recenti hanno condotto alla conclusione che una roccia ignea acquisisce durante la sua formazione una magnetizzazione parallela al campo magnetico terrestre locale.
Il magnetismo fossile è studiato in geofisica, disciplina che studia la direzione fossile del campo magnetico terrestre e le sue inversioni attraverso la misura della magnetizzazione acquisita dalle rocce al momento della loro formazione. 

Il paleomagnetismo ha costituito un supporto fondamentale all’ipotesi di espansione dei fondali oceanici e quindi alla teoria della tettonica delle placche. E' utilizzato per datare le rocce ignee e sedimentarie, grazie alle inversioni del campo magnetico in esse registrate, per ricostruire gli spostamenti e le deformazioni subiti dai corpi rocciosi e per valutare lo spostamento che hanno subito le placche litosferiche nel corso delle ere geologiche.

Per le misure del paleomagnetismo sono usate principalmente le rocce vulcaniche, che possiedono una magnetizzazione termoresidua (o termorimanente) e che sono ottimali in quanto si raffreddano più rapidamente rispetto ai cambiamenti del campo geomagnetico.
Di conseguenza, il vettore paleomagnetico che si registra all’interno di una determinata unità vulcanica in raffreddamento rappresenta una misura istantanea del campo magnetico terrestre in quel momento. 
A tel scopo sono utilizzate anche le rocce sedimentarie, che invece possiedono una magnetizzazione residua di sedimentazione o deposizionale rimanente: rispetto alle rocce vulcaniche, in quelle sedimentarie la registrazione ottimale del paleocampo magnetico è funzione del processo e dell’ambiente deposizionale nel quale si sedimentano i granuli magnetizzabili. Dato che la sedimentazione è relativamente continua, le misure del p. nei sedimenti offrono anche la possibilità di avere una campionatura nel tempo del campo magnetico.

La raccolta dei campioni per l’analisi paleomagnetica deve essere molto accurata: è infatti essenziale raccogliere campioni orientati, sui quali, già direttamente in campagna, devono essere registrate la direzione del polo nord magnetico attuale e le eventuali inclinazioni di origine tettonica, per permettere, in una fase successiva, le dovute correzioni. 
Poiché nel corso del tempo geologico le rocce che hanno subito una magnetizzazione iniziale possono in seguito essere state magnetizzate anche più volte (sovraimpressione magnetica), pur conservando la magnetizzazione primaria, per misurare il paleomagnetismo della roccia si devono eliminare queste sovraimpressioni magnetiche realizzando quella che è chiamata ripulitura magnetica.
Le tecniche di smagnetizzazione generalmente usate per la ripulitura sono due: smagnetizzazione con campo magnetico alternato e smagnetizzazione termica .


la scuola del sapere
inversioni cronologiche del campo magnetico - treccani.it

Il paleomagnetismo ha rivelato periodiche inversioni del campo magnetico terrestre, registrate per la prima volta nelle lave presenti al di sopra dei fondali oceanici, magnetizzate per metà con direzione nord (polarità normale) e per metà con direzione sud (polarità inversa). Inizialmente si pensò a un fenomeno di autoinversione ma, con il procedere delle misure nei diversi bacini oceanici, fu chiarito che le inversioni si succedevano con un certo ordine cronologico. 
Il campo magnetico della Terra si è invertito varie volte rispetto a quello attuale, come se i poli si fossero scambiati di posto. Le inversioni di polarità si riconoscono quando, in colate basaltiche successive, in corrispondenza delle dorsali medio-oceaniche (sorta di fessure sul fondale oceanico, da cui fuoriesce magma proveniente dall'astenosfera), si riscontrano direzioni del campo magnetico divergenti di 180°. Tale fenomeno è una prova utilizzata a favore dell'espansione dei fondi oceanici.
E' stata realizzata una scala cronologica delle inversioni del campo magnetico (magnetostratigrafia), in cui il tempo geologico è diviso in periodi che costituiscono intervalli costanti di tempo con polarità magnetica normale o inversa .

L’unità fondamentale del tempo geologico in termini di polarità geomagnetica è il crono di polarità (durata 105-106 anni), al quale si aggiungono intervalli di polarità di ordine gerarchico superiore (supercrono, durata 106-107 anni) e inferiore (subcrono, durata 104-105 anni). 
Per convenzione ai croni è stato dato il nome di famosi paleomagnetisti e geomagnetisti e ai subcroni quello delle località in cui sono stati scoperti. La scala delle inversioni magnetiche, inizialmente compilata per gli ultimi 5 milioni di anni, è stata estesa fino a 165 milioni di anni sulla base delle anomalie magnetiche misurate nelle lave dei bacini oceanici.

Le lave magnetizzate normalmente producono un’anomalia positiva quando il loro magnetismo si somma a quello terrestre attuale, e un’anomalia negativa quando il loro magnetismo si sottrae, diminuendolo, dal magnetismo terrestre attuale. 

Lo studio in dettaglio delle variazioni del campo magnetico terrestre nel passato geologico e nelle note inversioni di polarità ha condotto a una migliore comprensione delle caratteristiche fondamentali del campo magnetico stesso. La durata di una transizione (inversione) di polarità è stata stimata in circa 5000-10.000 anni, durante i quali il campo magnetico mantiene una struttura prevalentemente dipolare. 
Sviluppi ulteriori del paleomagnetismo hanno anche condotto alla ricostruzione delle variazioni di intensità del campo magnetico terrestre nel corso del passato geologico e quindi alla definizione di curve della paleointensità del campo, in particolare con notevole dettaglio per gli ultimi 800.000 anni.
Per approfondire:
https://www.focus.it/scienza/scienze/inversione-del-campo-magnetico-della-terra-7-cose-da-sapere