見かけの極移動

見かけの極移動（APW）とは、研究対象の大陸を固定した位置と見なした上で、地球の古地磁気極が大陸に対して相対的に移動すると知覚される現象である。 ^{[1]これは、古地磁気学的手法を用いて異なる時期に推定された}地磁気極の位置を結ぶ経路として、現在の緯度経度地図上に頻繁に表示される。

実際には、相対的な極の移動は、真の極移動か大陸移動（あるいはその両方の組み合わせ）のいずれかである可能性がある。^[2] 両者を分離または区別するには、世界中のデータが必要である。しかし、磁極が地球の地理的な極から大きく外れることはめったになく、むしろ真の極移動に従う傾向がある。したがって、見かけの極移動の概念は、大陸の相対的な動きや超大陸の形成と分裂をたどることができるため、 プレートテクトニクスで有用である。

地磁気が時間とともに変化することは古くから知られており、1800年代からさまざまな場所でその方向と大きさの記録が保管されてきました。^[2]見かけの極移動を描く技術は、Creer et al. (1954) によって初めて開発され、プレートテクトニクス理論の受容に向けた大きな一歩となりました。それ以来、この分野で多くの発見がなされ、見かけの極移動は理論と地心軸双極子 (GAD) モデルの進化とともによりよく理解されるようになりました。2010年現在、データベースには^{[アップデート]}10,000を超える古地磁気極が記録されています。 ^[2]

古地磁気学における多くの研究は、異なる大陸や異なる時代の古地磁気極を見つけ、それらを見かけの極移動経路（APWP）トラックにまとめることを目的としています。^[2]古地磁気極には、地心軸双極子モデルに基づいて、各観測地点で同じ値を持つという利点があります。^[3]したがって、それらは、遠く離れた場所からの古地磁気結果を比較するために使用できます。

岩石中の化石磁化は、古地磁気極の位置を特定する鍵となる。形成時に、いくつかの岩石は磁場の方向を保存している。傾斜（Im）と偏角ベクトル（Dm）は保存されており、したがって極の古緯度（λp）と古経度（φp）を見つけることができる。^[3]

磁場の特性が保存される理由は、ブロッキング温度（地質年代学では閉鎖温度とも呼ばれる）の概念による。この温度は、低温でシステムが熱撹拌に対してブロックされる温度である。^[3]そのため、一部の鉱物は残留磁化を示す。残留（または化石）磁化の決定で生じる問題の1つは、温度がこの点を超えて上昇すると、磁気履歴が破壊されるということである。しかし、理論的には、磁気ブロッキング温度を同位体閉鎖温度に関連付けて、サンプルが使用可能かどうかを確認できるはずである。^[3]

多くの場合、APWP トラックは固定点 (古地磁気極) に対するプレートの動きを表します。通常観察されるパターンは、長く緩やかに湾曲したセグメントと、短く急に湾曲したセグメントが連結した構成です。これらはそれぞれ、一定のプレート運動と変化するプレート運動の時間間隔に対応しています。^[3]

これらのセグメントは、古地磁気オイラー極と呼ばれるピボットポイントの周りの回転によって記述されます（オイラーの回転定理を参照）。2つのプレート間の相対運動も、オイラー極の周りの回転によって記述されます。最近では、トランスフォームとリッジがそれぞれ有限回転極の方向と垂直および平行であるため、有限回転を決定することが容易になっています。^[2]このように、過去2億年（Ma）の再構築は、主に海洋地球物理学的データに依存しています。それ以前の日付については、古地磁気極や地質学的観測の適合など、他の方法を使用する必要があります。

古地磁気極の決定は、時間の経過とともに不確実性が高まるため、複雑なプロセスです。極の信頼性は長年議論されてきました。古地磁気極は通常、GAD仮説を尊重するために時間の経過に伴う経年変化を平均化するために、さまざまなサンプルから決定されたグループ平均です。^[2]データの処理は大きなステップであり、有効な古地磁気極を取得するには多くの統計計算が必要です。

大陸に適用すると、古地磁気極による有限回転を定義することが可能になる。つまり、古地磁気極の記録に基づいて大陸の特定の動きを記述することができる。しかし、有限回転を制限するには2つの大きな問題がある。^[3]

• ランダムな磁気反転のため、特定の時点における北磁極は北半球または南半球のいずれかにある可能性があります。前後関係がなければ、磁気ベクトルの北に向かう方向がどちらであるかを知ることは不可能です。また、最近ではより適切な前後関係がわかることが多いのですが、3億年前以降はますます難しくなります。
• 古経度は極のみから制約を受けることはできません。自由度が減るため、さまざまな場所からのデータが必要なのはそのためです。しかし、見かけの極移動経路は忠実度が高いため、古経度は円モデルからAPWPトラックに推定された古地磁気オイラー回転（回転極と角度）によって制約を受ける可能性があります。^[4]

多くの古地磁気研究の目標は、異なる大陸の断片について APWP の極を組み立てることであり、これは古地理を再構築する最初のステップです。この構築における 2 つの主な問題は、信頼できる極の選択 (基準 V90、BC02) と曲線のフィッティングです。^[3]最初の問題は、一般的な選択基準で対処されています。一般的な基準は、Van der Voo (1990; V90) によって説明されています。これらには、年代の不確実性、サンプル数、岩石の年代に対する磁化の年代を制限するための積極的なフィールド テスト (例: 褶曲テスト)、および極の位置が含まれます。Besse と Courtillot (2002; BC02) は、特定の用途のためにこれらの基準にいくつかの修正を加えました。

極が選択され、ある程度の信頼性が付与されると、見かけの極移動経路を定義するために、曲線フィッティングの作業が残ります。このプロセスには、離散ウィンドウ、キー ポール、移動ウィンドウ、スプライン、古地磁気オイラー極 (PEP) 分析、マスター パス、傾斜のみのデータなど、さまざまなアプローチが使用されています。これらは、極の分離方法、一部の極に割り当てられる相対的な重要性、および結果として得られる曲線の一般的な形状が異なります。