9
İ FƏSİL
PALEOMAQNETİZMİN FİZİKİ GEOFİZİKİ
ƏSASLARI
Сцхурларын tərkibində olan minerallar maqnit xassələri-
nə görə diamaqnetikə, paramaqnetikə, ferromaqnetikə bölünür-
lər, (xüsusilə ferromaqnetiklərə, antiferromaqnetiklərə və
ferritlərə).
Diamaqnetiklər və paramaqnetiklər çox kiçik maqnit
xassəsinə malik olduğundan maqnitlənmə vektoru sadə
münasibətlə təyin edilir,
Ι=χΗ (1) bu həmin anda təsir edən
maqnit sahəsindən H-dan asılıdır.
χ əmsalına maqnit
qavraycılığı deyilir; diamaqnetiklər üçün
χ<(10
-5
Sİ vahidi
hüdudunda), paramaqnetiklər üçün
χ>0 10
-2
-10
-5
Sİ vahidi
hüdudunda dəyişir. Bu minerallar paleomaqnetizmi də əhəmiy-
yətli rol oynamır.
Süxurların maqnit xüsusiyyəti aksesor minerallarla
müəyyən olunduğundan bunlar ferrit sinfinə daxildir, maqnetit
və onun müxtəliflikləri, hematitlə, hemoilmenitlə, pirrotin,
həmçinin dəmirin hidrooksitlərindən, ferritlərdən ibarətdir.
Süxurlarda rast olunan ferritlər özünün maqnit xassələrinə görə
ferromaqnit maddələrə yaxındır, ferromaqnitlər dia və
paramaqnitlərdən maqnit qavraycılığının yüksək müsbət
qiymətilə fərqlənir və maqnitlənmənin maqnit sahəsindən sadə
asılılığı yoxdur. Ferromaqnitlərin və ferritin maqnit halı təkcə
maqnitlənməyə təsir edən maqnit sahəsinin H, qiymət və
istiqamətindən yox, eyni zamanda maqnitlənmənin əvvəlki
tarixindən asılıdır. Belə maddələrin maqnitliyi induktiv
maqnitlənmə vektoru ilə qalıq maqnitlənmələrin cəmindən
ibarətdir. Süxurlarda qalıq maqnitlənmə müxtəlifdir, çox
hallarda mürəkkəb mənşəyə malik olduğundan bunu təbii qalıq
maqnitlənmə adlandırırlar.
Ι=Ι
i
+
Ι
n
=
χΗ+Ι
n
Təbii qalıq maqnitlənmənin öyrənilməsi paleomaqnit
tədqiqatların yeganə vasitəsidir. Qalıq maqnitlənmənin əmələ
gəlməsi (yəni maqnit sahəsi olmadıqda müşahidə olunan)
yalnız ferromaqnit və ferritlərə aiddir, ona görə də süxurlar
10
təbii qalıq maqnitlənməyə malikdir (yaxud laboratoriya
şəraitində qalıq maqnitlənmə əldəetmə qabiliyyətinə malik
olması aşkar olunursa) bu süxurlarda ferromaqnit mineralların
olması ilə əlaqədardır.
Paleomaqnit mühakimələr qalıq maqnitlənmənin mənşə-
yini dərk etməyə, ferromaqnitlərin maqnitlənməsinin müxtəlif
proseslərlə baş verməsinə baxmağı tələb edir, bu da müxtəlif
növ maqnitlənmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Ferromaqnitlərin maqnitlənməsi təkcə onun xassəsindən
və təsir edən sahənin qiymətindən asılı deyil, eyni zamanda bir
sıra faktorlardan (amillərdən), o cümlədən temperaturdan,
zamandan, mexaniki gərginlikdən, dəyişən maqnit sahəsindən,
kimyəvi dəyişmələrdən asılıdır. Bu amillər özlüyündə sabit
maqnit sahəsi olmadıqda süxurda olan qalıq maqnitlənməni
dağıdaraq azaldır, onu yaratmır, əgər maqnit sahəsi təsir edirsə,
bu amillərin hər biri əlavə maqnitlənmənin yaranmasına səbəb
olur. Sahənin təsirilə maqnitlənmə prosesi özünə məxsus
qanunla baş verir, özünəməxsus ada malikdir və hansı prosesin
təsir etməsindən asılıdır.
1.1. Maqnetizm haqqında ümumi anlayış
Maqnitizm-maddənin qarşılıqlı təsirinin xüsusi forma-
sıdır. Bu, hərəkətdə olan yüklü hissəciklərin qarşılıqlı
təsiridir. Maqnit kütləsi, yaxud maqnit miqdarı adlı məfhum
təbiətdə yoxdur.
Fiziki cisimin maqnit xassəsi dedikdə yüklü hissə-
ciklərin hərəkəti zamanı müxtəlif elektrik cərəyanlarının
hesabına yaranması başa düşülür (Amper fərziyyəsi). Bunu
elektronun yaratdığı maqnit sahəsi ilə göstərmək olar. Mənfi
yükə malik olan elektron atomda nüvə ətrafında müəyyən
orbitdə fırlanaraq orbital maqnit momenti yaradır. Bunun ən
kiçik qiyməti n=1 birinci orbitdə olur. Buna Bor maqnitonu
deyilir.
µ
H
=ћe/2m
ћ-Plank sabiti, m isə elektronun kütləsi, e-yüküdür.
ћ =h/2
π
11
Elektron həm də öz oxu ətrafında fırlanaraq spin
momenti yaradır. Beləliklə, görürük ki, maqnetizm təbiətin
universal hadisəsidir.
Spin momentinə bütün mikro hissəciklər, o cümlədən
müsbət yüklü hissəciklər, hətta elektrik yükünə malik olmayan
neytronlar da malikdir.
1.2. Maqnitli cisimin potensialı
Əvvəllər dediyimiz kimi maqnit sahəsi mənbəyi
maqnitlənmiş cisimdə ola bilər. Necə olmasından asılı
olmayaraq cisimin daxilində maqnitlənmənin qiyməti və
paylanması onun tərəfindən yaranmış maqnit sahəsi, çoxlu
sayda elementar maqnetiklərin yaratdığı maqnit sahəsinin
cəminə bərabərdir. Hər bir elementar həcmdə maqnit momenti
dipolun yaratdığı sahənin istiqaməti ilə eynidir. Başqa sözlə
desək maqnitlənmiş cisimin elementar maqnit momentlərinin
cəmi kimi baxmaq olar. Cisimin daxilində olan bütün elementar
momentlərin vektoru cəminə maqnit momenti deyilir. M hərfi
ilə işarə olunur. Əgər hər hansı çox kiçik ∆τ həcmdəki maqnit
momentlərini ∆M kimi işarə etmiş olsaq, onda momentin
həcmə olan nisbəti
J =∆М/∆τ
cisimin maqnitliyi olacaq. Hər-hansı P nöqtəsində hər ∆M
üçün maqnit potensialı
dU=(dM r)r
3
burada r-∆τ həcminin p-nöqtəsindən olan məsafədir. Bel ki,
dM=Jdr; onda
dM=I dτ ; ∆U=
[(J,r)r
3
]dτ;
yaxud
∆U=[J
∇(1/r] dτ;
Beləliklə cisimin p-nötəsində tam potensialı
U=-∫
τ
[J
∇(1/r] dτ;
inteqrallama bütün həcm üzrə aparılır, qradient isə p-
nöqtəsinin koordinatı boyunca götrülür.
U=
[ J∇∫
τ
(1/r) dτ]
burada V= ∫
τ
(1/r) dτ kimi işarə etsək onda
12
U=-( I
∇V)
olacaq. Burada V maqnitlənmiş cisimin qravitasiya potensialı-
dır, fərz edilir ki, sıxlıq hər yerdə qravitasiya potensialının əks
qiymətinə bərabərdir. Bu tənlik Puasson tənliyi adlanır.
Beləliklə, deyə bilərik ki, bircinsli maqnit
lənmiş maqnitin potensialı skalyar kəmiyyətdir, maqnitliyin I
əks işarəli qiymətinin maqnitli cisimin qravitasiya potensiya-
lının həcminə V olan nisbətə bərabərdir. Maqnitli cisimin sıx-
lığı
ρ=1,5⋅10
7
q/sm
3
bərabərdir.
1.3. Maqnit sahəsi.
Fəzada maqnetizmin yaratdığı qüvvənin təsir etdiyi
sahədir. Sükunətdə olan yüklü zərrəciklər arasında qravitasiya
cazibəsi, elektrik sahəsi və itələmə sahəsi mövcud olduğundan,
yüklü zərrəciklərin qarşılıqlı yerdəyişməsi mövcuddur, onda
həm qravitasiya, həm də elektrik qüvvəsi dəyişəcəkdir və əlavə
bir qarşılıqlı təsir- elektromaqnit sahəsi yaranacaq. Elektro-
maqnit sahənin ən vacib xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, elektrik
sahəsi dəyişdikdə maqnit sahəsi də dəyişir və əksinə hər hansı
bir elektrik yükü və sabit cərə yan axan naqil hər hansı bir iner-
sial sistemdə sabitdirsə, başqa bir inersial sistemdə bu dəyiş-
əndir, nəticədə maqnit sahəsi yaranır. Ona görə də sabit maqnit
sahəsində sabit cərəyan axan naqil hərəkət edirsə, onda hər bir
nöqtədə onun yaratdığı maqnit sahəsi dəyişəcək və burulğanlı
elektrik cərəyanı yaranacaqdır.
Maqnit sahəsini qiymətcə xarakterizə edən kəmiyyət
onun gərginliyidir.
dB=ki[dlr]/r
3
Tarixən maqnit sahəsinin gərginliyinin həqiqi adı h
maqnit induksiyası kimi adlandırılıb. Bu qiymətcə belə ifadə
olunub.
dB=kidlsin
α/r
2
(Tesla)
Əgər maqnit sahəsi təsir edən hissəni maddə ilə dol-
durmuş olsaq, onda xarici sahəyə içi maddə ilə dolmuş
hissənin maqnit sahəsi əlavə olunacaqdır. B=B
0
+B
′
;
B
′
-