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環境磁気学は、気候、堆積物の輸送、汚染、その他の環境の影響が磁性鉱物に与える影響に関する磁気の研究です。岩石磁気学と磁性鉱物学の技術を活用します。鉱物の磁気特性は、古気候、古海洋学、堆積物の起源、汚染、考古学の研究などの分野で環境変化の指標として使用されます。[1]磁気測定を使用する主な利点は、磁性鉱物がほぼどこにでも存在し、磁気測定が迅速かつ非侵襲的であることです。
歴史
環境磁気学は1978年に初めて独立した分野として認識され、1986年に『環境磁気学』という書籍によってより広い読者に紹介されました。 [2] [3]それ以来、環境磁気学は急速に成長し、特に古気候学、堆積学、古海洋学、粒子状汚染の研究など、さまざまな分野に応用され、大きな貢献をしてきました。[4] [5]
基礎
環境磁気は、岩石磁気の 2 つの部分に基づいています。1つは、基本的な磁気特性が組成にどのように依存するかを調べる磁気鉱物学、もう 1 つは、ヒステリシスにも影響する粒子サイズやその他の物理的特性の詳細を提供できる磁気ヒステリシスです。磁化率やさまざまな種類の残留磁気など、いくつかのパラメーターがヒステリシスの特定の特徴を表すために開発されています。[6] [7]これらのパラメーターは、鉱物のサイズと組成を推定するために使用されます。岩石の磁気特性に主に貢献しているのは、磁鉄鉱、マグヘマイト、ヘマタイトなどの鉄酸化物と、鉄硫化物（特にグレイジャイトと磁硫鉄鉱）です。これらの鉱物は、室温で磁気的に整列しているため、強い磁性を示します（磁鉄鉱、マグヘマイト、グレイジャイトは強磁性体で、ヘマタイトは傾斜した反強磁性体です）。
環境磁気学者は、磁気測定を環境に関連付けるために、各磁性鉱物を生じさせるさまざまなプロセスを特定しました。これには、侵食、輸送、化石燃料の燃焼、細菌の形成が含まれます。細菌の形成には、細胞外沈殿と磁性細菌によるマグネトソームの形成が含まれます。
アプリケーション
古気候
磁気測定は過去の気候を調査するために使われてきた。典型的な例は、氷河の端や半乾燥砂漠の縁から風で運ばれた塵である黄土の研究である。中国中北部では、氷河期に堆積した黄土の毛布と、より温暖で湿潤な間氷期に形成された古土壌（化石土壌）が交互に現れている。これらの堆積物の磁化率プロファイルは、地磁気逆転を特定する磁気層序学を使用して年代測定され、酸素同位体段階などの気候指標と相関付けられている。最終的に、この研究により、環境磁気学者は第四紀のモンスーン周期の変動を地図に描くことができた。[5]湖沼堆積物の磁気測定は、過去の気候に関連する高地表面プロセスを再構築するためにも使用できる。[8]
参照
注記
- ^ デッカーズ 1997
- ^ オールドフィールド他 1978
- ^ トンプソン＆オールドフィールド 1986
- ^ マーハー＆トンプソン 1999
- ^ エヴァンス＆ヘラー 2003
- ^ ダンロップ＆オズデミール 1997
- ^ マハー 1988
- ^ Li, Yong-Xiang; Yu, Zicheng; Kodama, Kenneth P.; Moeller, Robert E. (2006). 「米国ニュージャージー州北西部ホワイトレイクの鉱物磁気データによって明らかになった14,000年の環境変化の歴史」。地球惑星科学レター。246 (1–2): 27–40。Bibcode :2006E& PSL.246 ...27L。doi :10.1016/j.epsl.2006.03.052 。
参考文献
- デッカーズ、MJ (1997)。 「環境磁気：入門」。ミジンボウの地質学。76 (1-2): 163-182。土井:10.1023/A:1003122305503。S2CID 127663569。
- ダンロップ、デイビッド J.オズデミル、オズデン (1997)。岩石の磁性：基礎とフロンティア。ケンブリッジ大学プレス。ISBN 978-0-521-32514-1。
- エヴァンス、マイケル E.、ヘラー、フリードリヒ (2003)。環境磁気学：環境磁気学の原理と応用。アカデミック プレス。ISBN 978-0-12-243851-6。
- Maher, BA (1988). 「いくつかの合成サブミクロン磁鉄鉱の磁気特性」. Geophys. JR Astron. Soc . 94 (1): 83–96. Bibcode :1988GeoJI..94...83M. doi : 10.1111/j.1365-246X.1988.tb03429.x .
- Maher, BA; Thompson, R. (1999).第四紀の環境、気候、磁気. Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-62417-6。
- Oldfield, F.; Dearing, JA; Thompson, R.; Garret-Jones, SE (1978)。「湖底堆積物の磁気特性と侵食速度との関連性」。Polskie Archive。Hydrobiologia。25 : 321–331。
- トンプソン、R.; オールドフィールド、F. (1986)。環境磁気。アレン・アンド・アンウィン。ISBN 978-0-04-538003-9。
- Verosub, Kenneth L.; Roberts, Andrew P. (1995). 「環境磁気: 過去、現在、そして未来」J. Geophys. Res . 100 (B2): 2175–2192. Bibcode :1995JGR...100.2175V. doi :10.1029/94JB02713.