Расширенный поискМодель образования термоостаточной намагниченности (TRM) малых (субмикронных) зёрен магнетита
Впервые в мировой литературе теоретически показана возможность использования малых субмикронных частиц магнетита для определения палеонапряжённости, что существенно расширяет класс пород, пригодных для изучения вариаций интенсивности магнитного поля Земли в прошлом.
Термоостаточная намагниченность (TRM) является важнейшим видом естественной остаточной намагниченности (NRM) в вулканогенных горных породах. Запись величины и направления древнего геомагнитного поля осуществляется через блокировку вектора магнитного момента m при остывании породы при некоторой характерной для каждого зерна блокирующей температуре. Для адекватной расшифровки этой записи необходимо, чтобы деблокировка m при лабораторном нагреве образца происходила при этой же температуре. До сих пор равенство блокирующей Тb и деблокирующей Тdb температур теоретически было обосновано лишь для самой мелкой фракции зёрен (термофлуктуационная теория Нееля) размером не более 100 нм, имеющих простейшую однодоменную (SD) доменную структуру (ДС), при том, что характерные размеры ферримагнитных зерен в горных породах лежат в субмикронном и микронном диапазонах и имеют сложную ДС. Вместе с тем из практики палеомагнитных работ известно, что равенство Тb и Тdb соблюдается и для малых субмикронных частиц.
Микромагнитное моделирование ДС субмикронных частиц магнетита, выполненное на современном быстродействующем компьютере, показало, что эти частицы имеют конечный набор стабильных конфигураций ДС типа SD, flower (цветок) и vortex (вихрь), между которыми возможны переходы под влиянием термофлуктуаций (рисунок). Образование TRM в такой модели описывается системой кинетических уравнений, анализ которых показал, что деблокировка и блокировка магнитных моментов частиц при их охлаждении и последующем нагреве, действительно, происходит при одной и той же температуре.
Полученный результат открывает новые возможности для изучения магнитного поля Земли, включая вопросы его генерации и инверсий.
Рисунок – Зависимость температуры перехода “flower – vortex», «flower - multivortex” от размера частиц, полученная по результатам микромагнитного моделирования (SD, flower – однодоменные конфигурации, V – конфигурация vortex, SV, W – мультивихревые конфигурации).
В.П. Щербаков, Н.К. Сычева Микромагнитные расчеты доменной структуры субмикронных и микронных зерен магнетита // Физика Земли. 2023. № 2. (принята в печать).
