磁気異常

地上調査では、通常15～60m 間隔で一連の観測点で測定が行われます。一般的には陽子歳差磁力計が使用され、多くの場合、ポールに取り付けられます。磁力計を高くすることで、人間が捨てた小さな鉄製品の影響を軽減できます。不要な信号をさらに低減するため、調査員は鍵、ナイフ、コンパスなどの金属物を携帯せず、自動車、鉄道線路、有刺鉄線などの物体も避けます。このような汚染物質が見落とされると、異常値に鋭いピークとして現れる可能性があるため、そのような特徴は疑ってかかります。地上調査の主な用途は、鉱物の詳細な探査です。^{[ 2 ]： 163 [ 3 ]： 83～84}

空中磁気探査は、石油探査において地震探査の予備情報を得るためにしばしば用いられる。カナダなどの一部の国では、政府機関が広範囲にわたる系統的な探査を実施している。この探査では一般的に、一定の高度で数百メートルから数キロメートルの間隔で一連の平行な飛行ラインを設定する。これらの飛行ラインは、誤差を確認するために、主探査に垂直なタイラインによって時折交差される。磁気センサーは航空機の磁場内に設置されるが、センサーを非磁性のブームで航空機から分離するか、ケーブルで後方に牽引することで磁場を低減できる。空中磁気探査は地上探査よりも空間分解能が低いが、これはより深い岩盤の地域探査においては利点となる場合がある。^{[ 2 ]： 166 [ 3 ]： 81–83}

船舶による調査では、磁力計はフィッシュと呼ばれる装置に搭載され、船の数百メートル後方に曳航される。センサーは約15 メートルの一定深度に保たれる。それ以外は、航空磁気調査で使用される手順と同様である。^{[ 2 ]： 167 [ 3 ]： 83}

1958年のスプートニク3号は、磁力計を搭載した最初の宇宙船でした。^{[ 5 ] : 155 [ 6 ]} 1979年の秋、Magsatが打ち上げられ、1980年の春までNASAとUSGSによって共同で運用されました。セシウム蒸気スカラー磁力計とフラックスゲートベクトル磁力計を搭載していました。^{[ 7 ]}ドイツの衛星CHAMPは、2001年から2010年まで精密な重力と磁気の測定を行いました。^{[ 8 ] [ 9 ]} デンマークの衛星Ørstedは1999年に打ち上げられ、現在も運用中ですが、欧州宇宙機関のSwarmミッションは、 2013年11月に打ち上げられた3つの衛星の「コンステレーション」で構成されています。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

調査対象の岩石における磁化は、誘導磁化と残留磁化のベクトル和である。

$\displaystyle \mathbf {M} =\mathbf {M} _{\text{i}}+\mathbf {M} _{\text{r}}.}$

多くの鉱物の誘導磁化は、周囲の磁場とそれらの磁化率χの積である。

$\displaystyle \mathbf {M} _{\text{i}}=\chi \mathbf {H} .}$

表には、いくつかの感受性が示されています。

反磁性または常磁性の鉱物は誘導磁化のみを持ちます。磁鉄鉱などの強磁性鉱物は残留磁化または残留磁化を持つこともあります。この残留磁化は何百万年も続くことがあるため、現在の地球の磁場とは全く異なる方向を向いている可能性があります。残留磁化が存在する場合、岩石のサンプルを測定しない限り、誘導磁化から分離することは困難です。大きさの比、Q = M _r / M _iは、ケーニヒスベルガー比と呼ばれます。^{[ 2 ] : 172–173 [ 13 ]}

磁気異常の解釈は通常、観測された異常磁場の値とモデル化された値を一致させることによって行われます。Talwani と Heirtzler (1964) によって開発されたアルゴリズム (さらに Kravchinsky ら、2019 によって詳細化) は、誘導磁化と残留磁化の両方をベクトルとして扱い、異なる構造ユニットまたは大陸の既存の見かけの極移動経路から残留磁化を理論的に推定することを可能にします。^{[ 14 ] [ 15 ]}

海洋上の磁気探査により、中央海嶺周辺に特徴的な異常パターンが存在することが明らかになった。これらの異常は、磁場強度の正負の異常が連続して現れ、各海嶺に平行な縞模様を形成する。縞模様はしばしば海嶺の軸に対して対称である。縞模様の幅は一般的に数十キロメートルで、異常値は数百ナノテスラである。これらの異常の原因は主に、玄武岩や斑れい岩に含まれるチタン磁鉄鉱鉱物が持つ永久磁化である。これらの鉱物は、海嶺で海洋地殻が形成される際に磁化される。マグマが地表に上昇して冷却されるにつれて、岩石は磁場の方向に熱残留磁化を獲得する。その後、岩石はプレートテクトニクス運動によって海嶺から運ばれる。数十万年ごとに磁場の方向が反転する。したがって、この縞模様は地球規模の現象であり、海底拡大速度の計算に利用できる。^{[ 16 ] [ 17 ]}