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 скорость 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
Гарри Гесс предложил гипотезу о расширении морского дна в 1960 г. (опубликовано в 1962 г. [1] ); термин «распространение морского дна» был введен геофизиком Робертом С. Дитцем в 1961 году. [2] Согласно Гессу, морское дно было создано в срединно-океанических хребтах конвекцией земной мантии, отталкивая и разнося более древнюю кору от хребет. [3] 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 демонстрировать симметричные паттерны перемагничивания с использованием недавно собранных магнитных съемок. [4] 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. [4] 5] [6] Некоторые коллеги скептически отнеслись к этой гипотезе из-за множества сделанных предположений - распространение морского дна, геомагнитные инверсии и остаточный магнетизм - все гипотезы, которые все еще не получили широкого признания. [7] Гипотеза Вайна – Мэтьюза – Морли описывает инверсии магнитного поля океанической коры. Дальнейшие доказательства этой гипотезы были получены от Кокса и его коллег (1964), когда они измерили остаточную намагниченность лав с участков суши. [8] [9] Уолтер С. Питман и Дж. Р. Хейрцлер предложили дополнительные доказательства с удивительно симметричным профилем магнитной аномалии Тихоокеанско-Антарктического хребта. [10]
Морские магнитные аномалии
Гипотеза Вайна – Мэтьюза-Морли коррелирует симметричные магнитные картины, наблюдаемые на морском дне, с инверсиями геомагнитного поля . На 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. [9] 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 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. [11]
Обычно есть положительные магнитные аномалии над нормально намагниченной земной корой и отрицательные аномалии над перевернутой земной корой. [9] Локальные аномалии с короткой длиной волны , также существуют, но считается, что коррелирует с батиметрией . [6] Магнитные аномалии над срединно-океаническими хребтами наиболее очевидны в высоких магнитных широтах, над хребтами, простирающимися с севера на юг на всех широтах от магнитного экватора , и над расширяющимися хребтами, простирающимися с востока на запад на магнитном экваторе. [6]
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 выровняется 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. [9]
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. [8] 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. [11] Позже было обнаружено, что морские магнитные аномалии охватывают обширные склоны хребтов. [9] Просверливание коры на этих флангах гребня позволило датировать ранние и более древние аномалии. Это, в свою очередь, позволило разработать прогнозируемую шкалу геомагнитного времени. [9] Со временем исследования соединили наземные и морские данные, чтобы получить точную временную шкалу геомагнитной инверсии на протяжении почти 200 миллионов лет. [12]
Смотрите также
- Эдвард Буллард
- Драммонд Мэтьюз
- Уолтер С. Питман III
- Фредрик Вайн
- Геодинамо
- Земная обсерватория Ламонта-Доэрти
Рекомендации
- ↑ Hess, HH (1 ноября 1962 г.). «История океанических бассейнов». В AEJ Engel; Гарольд Л. Джеймс; Б.Ф. Леонард (ред.). Петрологические исследования: сборник в честь А. Ф. Баддингтона . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. С. 599–620. OCLC 499940734 .
- ^ Дитц, Роберт С. (1961). «Эволюция континентов и океанических бассейнов за счет расширения морского дна». Природа . 190 (4779): 854–857. Bibcode : 1961Natur.190..854D . DOI : 10.1038 / 190854a0 .
- ^ Иседа, Тецудзи. «Философские интерпретации революции тектоники плит» . Проверено 27 февраля 2011 года .
- ^ Морли, Л. В. и Ларошель, А., 1964. Палеомагнетизм как средство датировки геологических событий. Геохронология в Канаде , 8 , стр.39-51. стр.50.
- ^ «Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз, пионеры тектоники плит» . Геологическое общество . Проверено 19 мар 2014 .
- ^ а б в Vine, F.J; Мэтьюз, Д.Х. (1963). «Магнитные аномалии над океаническими хребтами». Природа . 199 (4897): 947–949. Bibcode : 1963Natur.199..947V . DOI : 10.1038 / 199947a0 .
- ^ Франкель, Генри (1982). «Развитие, прием и принятие гипотезы Вайна-Мэтьюза-Морли». Исторические исследования в физических науках . Балтимор, штат Мэриленд. 13 (1): 1–39. DOI : 10.2307 / 27757504 . JSTOR 27757504 .
- ^ а б Кокс, Аллан; Doell, Ричард Р .; Далримпл, Дж. Брент (1964). «Инверсии магнитного поля Земли». Наука . 144 (3626): 1537–1543. Bibcode : 1964Sci ... 144.1537C . DOI : 10.1126 / science.144.3626.1537 . ISSN 0036-8075 . JSTOR 1712777 . PMID 17741239 .
- ^ а б в г д е Кири, Филипп; Klepeis, Keith A .; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Чичестер: Вили-Блэквелл. ISBN 9781444303223.
- ^ Питман, WC; Хайрцлер-младший (1966-12-02). «Магнитные аномалии над Тихоокеанско-Антарктическим хребтом». Наука . 154 (3753): 1164–1171. Bibcode : 1966Sci ... 154.1164P . DOI : 10.1126 / science.154.3753.1164 . ISSN 0036-8075 . PMID 17780036 .
- ^ а б Вайн, FJ (1966). «Распространение дна океана: новое свидетельство». Наука . 154 (3755): 1405–1415. Bibcode : 1966Sci ... 154.1405V . DOI : 10.1126 / science.154.3755.1405 . PMID 17821553 .
- ^ Огг, Дж. Г. (2012). «Шкала времени геомагнитной полярности». В Gradstein, FM; Ogg, JG; Шмитц, Марк; Огг, Габи (ред.). Шкала геологического времени 2012. Том 2 (1-е изд.). Эльзевир. С. 85–114. ISBN 9780444594259.
- Vine, FJ; Мэтьюз, Д.Х. (7 сентября 1963 г.). «Магнитные аномалии над океаническими хребтами» (PDF) . Природа . 199 (4897): 947–949. Bibcode : 1963Natur.199..947V . DOI : 10.1038 / 199947a0 .
- Vine, FJ; Уилсон, Дж. Тузо (октябрь 1965 г.). «Магнитные аномалии над молодым океаническим хребтом у острова Ванкувер» (PDF) . Наука . 150 (3695): 485–9. Bibcode : 1965Sci ... 150..485V . CiteSeerX 10.1.1.473.7395 . DOI : 10.1126 / science.150.3695.485 . PMID 17842754 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
- Vine, FJ (16 декабря 1966 г.). «Расширение дна океана: новое свидетельство» (PDF) . Наука . 154 (3755): 1405–1415. Bibcode : 1966Sci ... 154.1405V . DOI : 10.1126 / science.154.3755.1405 . PMID 17821553 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )