Segulmögnun bergs

Fyrir um 2500 árum höfðu Grikkir uppgötvað eiginleika seguljárnsins og um 1000 árum seinna tókst Kínverjum að gera frumstæðan en nothæfan áttavita. Þessi vitneskja barst ekki til Evrópu fyrr en á 14. öld en þó nægilega snemma til þess að verða Kólumbusi og Magellan að liði á tímum landafundanna miklu. Það var hins vegar ekki fyrr en um 1600 að William Gilbert ályktaði að hið innra væri jörðin úr segulmögnuðu efni og hagaði sér sem stór segull. Nú vitum við reyndar að þessi ályktun var ekki rétt því að talið er að strax á 20 - 30 km dýpi hafi hitastig náð svokölluðu Curie-marki þar sem efnin missa segulmögnun sína vegna áhrifa hita. Þetta hitastig er 500°C fyrir flest segulmögnuð efni. Þýskur eðlisfræðingur Friedrich Gauss (1777-1855) sýndi svo fram á að upptök segulsviðsins væru inni í jörðinni og löngu seinna eða 1939 kom fram sú tilgáta að segulsviðið stafi af rafstraumi sem myndast við streymi fljótandi járns í ytri kjarna jarðar.

Segulsviði jarðar má lýsa furðu vel með líkani þar sem gert er ráð fyrir sterku segulstáli í miðju jarðar. Stefna þess norður-suður víkur 11° frá jarðmöndlinum eins og sýnt er á mynd, ◊ ◊ en línurnar sem sjást á myndinni eru til marks um segulsviðið umhverfis jörðina. Í áttavitum er segulnál sem er frjálst að snúast í láréttum fleti og hefur hún sitt eigið segulsvið. Nál áttavitans leitast sífellt við að snúa þannig að segulsvið hennar og jarðar hafi gagnstæða stefnu. Áttavitinn vísar okkur þannig á norður-segulpólinn sem því miður fellur ekki saman við stefnuna á hinn landfræðilega norðurpól. Munurinn á þessum stefnum kallast misvísun og er mismunandi eftir hnattstöðu og breytileg vegna tilfærslu segulpólanna. Á Íslandi er misvísunin um 20°. Misvísunin er reyndar breytileg og hefur sífellt verið að breytast frá því að farið var að mæla hana í London um 1578.

Segulnál sem getur snúist frjáls í lóðréttum fleti mælir halla segulsviðsins miðað við yfirborð jarðar. Við segulpólana er stefnan lóðrétt en við svokallaða segulmiðlínu jarðar er stefnan lárétt. Slíkur mælir kallast segulhallamælir. ◊

Vissar bergtegundir, einkum seguljárnsteinn, segulmagnast og verða að svokölluðum sísegli með eigin segulsviði. Þetta stafar af segulsviði sem spuni rafeinda umhverfis kjarna atómanna veldur. Fari hitastig yfir svokallað Curie-mark kemst óreiða á atómin. Þau eyða því áhrifum hvers annars og seguláhrifin hverfa. Þetta hitastig er um 500°C fyrir seguljárnstein. Neðan Curie-marksins byrja atómin að hafa áhrif hvort á annað og þau taka að raða sér upp og mynda eins konar eyjar eða ríki í efninu með sterku sameiginlegu segulsviði. ◊ Þegar þetta gerist í segulsviði jarðar vaxa þau ríki sem eru samsíða segulsviði jarðar á kostnað hinna sem hafa aðra stefnu. Þegar kvikan eða hraunbráðið storknar og kólnar niður fyrir Curie-mark seguljárnsteins raða agnir hans sér upp í samræmi við segulsvið jarðar, þannig að misvísun og segulhalli varðveitist og verður hann því sísegulmagnaður. ◊ ◊ ◊ ◊ ◊

Sjá um aldursákvarðanir út frá bergsegulmælingum og segulmögnun hafsbotnsins.

Sjá: INDEX → S → segul-