1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика Земли
  4. № 5, 2023

Физика Земли, 2023, № 5, стр. 3-12

Теория безгистерезисной остаточной намагниченности однодоменных зерен

В. П. Щербаков 1, *, Н. К. Сычева 1, **

1 Геофизическая обсерватория “Борок” Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
п. Борок, Ярославская область, Россия

* E-mail: shcherbakovv@list.ru
** E-mail: sycheva@borok.yar.ru

Поступила в редакцию 04.04.2023
После доработки 26.04.2023
Принята к публикации 28.04.2023

Аннотация

Предложен новый подход к решению кинетических уравнений, описывающий процесс образования безгистерезисной остаточной намагниченности (ARM), который позволил на два порядка ускорить численный расчет процесса образования ARM для одноосных ориентированных невзаимодействующих однодоменных частиц, при этом практически не уступая в точности строгому численному решению. Из результатов расчетов следует, что восприимчивость ARM целиком определяется величиной параметра коэрцитивности частицы$~g = {{{{\mu }_{0}}m{{B}_{0}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\mu }_{0}}m{{B}_{0}}} {2kT}}} \right. \kern-0em} {2kT}}$. Выполнено сравнение данных предыдущих приближенных расчетов величины ARM с представленными здесь точными результатами и показано, что расхождение между точными данными и приближенными оценками растет с ростом g, но остается относительно небольшим, в пределах 23%. Предложенный алгоритм быстрого расчета кинетических уравнений позволяет с физической строгостью проанализировать методику псевдо-Телье оценки палеонапряженности для ансамбля однодоменных частиц, что предполагается сделать в последующих работах.

Ключевые слова: безгистерезисная остаточная намагниченность, термоостаточная намагниченность, метод псевдо-Телье, кинетические уравнения.

Список литературы

  1. Борисова Г.П., Шолпо Л.Е. О возможности статистических оценок палеонапряженности геомагнитного поля // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1985. № 7. С. 71–79.

  2. Грибов С.К., Щербаков В.П., Цельмович В.А., Афиногенова Н.А. Свойства термохимической остаточной намагниченности, образованной при медленном лабораторном охлаждении титаномагнетитсодержащих базальтовых образцов от различных температур, и результаты применения к ней методики Телье // Физика Земли. 2021. № 6. С. 107–121. https://doi.org/10.31857/S0002333721060016

  3. Нагата Т. Магнетизм горных пород. М.: Мир. 1965. 348 с.

  4. Щербаков В.П., Грибов С.К., Афиногенова Н.А., Цельмович В.А. Однофазное окисление ферримагнитных зерен как причина L-образной формы диаграмм Араи–Нагата // Физика Земли. 2020. № 5. С. 70–80. https://doi.org/10.31857/S0002333720050105

  5. Щербаков В.П., Щербакова В.В. О магнитостатическом взаимодействии в системе однодоменных зерен // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1975. № 9.

  6. Щербаков В.П., Щербакова В.В. К расчету термоостаточной и идеальной намагниченностей ансамбля взаимодействующих однодоменных зерен // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1977. № 6. С. 69–83.

  7. Brown W.F. Thermal fluctuation of a single-domain particle // Phys. Rev. 1963. V. 130. P. 1677–1686.

  8. de Groot L.V., Biggin A.J., Dekkers M.J., Langereis C.G., Herrero-Bervera E. Rapid regional perturbations to the recent global geomagnetic decay revealed by a new Hawaiian record // Nat. Commun. 2013. V. 4. https://doi.org/10.1038/ncomms3727

  9. de Groot L.V., Dekkers M.J., Visscher M., ter Maat G.W. Magnetic properties and paleointensities as function of depth in a Hawaiian lava flow // Geochem. Geophys. Geosyst. 2014. V. 15. P. 1096–1112.

  10. de Groot L.V. et al. High paleointensities for the Canary Islands constrain the Levant geomagnetic high // Earth planet. Sci. Lett. 2015. V. 419. P. 154–167.

  11. de Groot L.V., Pimentel A., Di Chiara A. The multi-method paleointensity approach applied to volcanics from Terceira: full-vector geomagnetic data for the past 50 kyr // Geophys. J. Int. 2016. V. 206(1). P. 590–604.

  12. Dunlop D., Ozdemir O. Rock magnetism. Fundamentals and frontiers. Cambridge University Press. 1997. 573 p.

  13. Egli R., Lowrie W. Anhysteretic remanent magnetization of fine magnetic particles // Journal of Geophysical Research. 2002. V. 107. № B10. P. 2209, https://doi.org/10.1029/2001JB000671

  14. Jaep W.F. Anhysteretic magnetization of an assembly of single-domain Particles // J. Appl. Phys. 1969. V. 40. P. 1297– 1298.

  15. Néel L. Some theoretical aspects of rock-magnetism // Advances in Physics. 1955. V. 4(14). P. 191–243. https://doi.org/10.1080/00018735500101204

  16. Paterson G.A., Heslop D., Yongxin P. The pseudo-Thellier palaeointensity method: new calibration and uncertainty estimates // Geophys. J. Int. 2016. V. 207. P. 1596–1608. https://doi.org/10.1093/gji/ggw349

  17. Shaw J. A new method of determining the magnitude of the paleomagnetic field // Geophys. J. R. Astron. Soc. 1974. V. 39. P. 133–141.

  18. Shcherbakov V.P., Lhuillier F., Sycheva N.K. Exact Analytical Solutions for Kinetic Equations Describing Thermochemical Remanence Acquisition for Single-Domain Grains: Implications for Absolute Paleointensity Determinations // JGR Solid Earth. 2021. V. 126. № 5. P. 1–24. https://doi.org/10.1029/2020JB021536

  19. Stacey F.D., Banerjee S.K. The physical principles of the rock magnetism. Elsevier, Amsterdam. 1974. 195 p.

  20. Sugiura N. ARM, TRM, and magnetic interactions: concentration dependence // Earth Planet. Sci. Lett. 1979. V. 42. P. 451–455.

  21. Tauxe L., Pick T., Kok Y.S. Relative paleointensity in sediments: A pseudo-Thellier approach // Geophys. Res. Lett. 1995. V. 22. P. 2885–2888.

  22. Victora R.H. Predicted time dependence of the switching field for magnetic materials // Phys. Rev. Lett. 1989. V. 63. P. 457–460.

  23. Walton D. A theory of anhysteretic remanent magnetization of singledomain grains // J. Magn. Magn. Mater. 1990. V. 87. P. 369–374.

  24. Wohlfarth E.P. A review of the problem of fine-particle interactions with special reference to magnetic recording // J. Appl. Phys. 1964. V. 35. P. 783–790.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Физика Земли

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал