Введение
Изучение и интерпретация сигнатур магнитного поля Земли. Археомагнитное датирование – это изучение и интерпретация сигнатур магнитного поля Земли в прошлом, зафиксированных в археологических материалах. Эти палеомагнитные сигнатуры фиксируются при охлаждении ферромагнитных материалов, таких как магнетит, ниже точки Кюри, что закрепляет магнитный момент материала в направлении местного магнитного поля на момент охлаждения. Направление и величина магнитного поля Земли в конкретной точке изменяются со временем и могут использоваться для определения возраста материалов. В сочетании с методами, такими как радиометрическое датирование, этот метод позволяет построить и откалибровать шкалу геомагнитной полярности. Это один из методов датирования, применяемых к объектам, возраст которых не превышает 10 000 лет. Метод был разработан Э. Теллие в 1930-х годах, а повышение чувствительности SQUID-магнитометров значительно расширило возможности его применения.
Archaeomagnetic dating is the study and interpretation of the signatures of the Earth's magnetic field at past times recorded in archaeological materials. These paleomagnetic signatures are fixed when ferromagnetic materials such as magnetite cool below the Curie point, freezing the magnetic moment of the material in the direction of the local magnetic field at that time. The direction and magnitude of the magnetic field of the Earth at a particular location varies with time, and can be used to constrain the age of materials. In conjunction with techniques such as radiometric dating, the technique can be used to construct and calibrate the geomagnetic polarity time scale. This is one of the dating methodologies used for sites within the last 10,000 years. The method was conceived by E. Thellier in the 1930s and the increased sensitivity of SQUID magnetometers has greatly promoted its use.
Примеры использования
Магнитное поле Земли имеет два основных компонента. Более сильный компонент, известный как земные полюса, меняет направление через нерегулярные промежутки времени. Более слабые вариации формируют магнитную карту Земли. В этих более слабых областях местные направления и интенсивности изменяются постепенно (секулярные вариации). Компас указывает не на истинный Северный полюс, а на направление, являющееся функцией Северного магнитного полюса и локальной секулярной вариации, что определяет магнитное склонение. Магнитное склонение в определенный момент времени может быть зафиксировано в глинистых отложениях, содержащих магнетит, при нагревании выше точки Кюри. Как правило, многие культуры использовали длительно используемые очаги, сложенные из глиняного кирпича, или пространства, обложенные глиной, которые обжигались в процессе использования. Эти следы человеческой деятельности могут предоставить информацию о магнитном склонении, соответствующем последнему обжигу или использованию. Археомагнитное датирование было описано в публикации 1992 года “Палеомагнетизм: от магнитных доменов до геологических терранов” авторства Роберта Ф. Батлера.
Методология
Для археомагнитного датирования требуется невозмущенный объект, с высокой вероятностью сохранивший остаточный магнитный момент, возникший в последний раз, когда он проходил через точку Кюри. Это подразумевает наличие достаточной массы для взятия проб и подходящего материала с адекватным содержанием магнетита для сохранения остаточной намагниченности. Кроме того, объект должен находиться в регионе, для которого существует кривая секулярных изменений (КСИ). После определения палеонаправлений достаточного количества независимо датированных археологических объектов, их можно использовать для построения записи секулярных изменений для конкретного региона, известной как КСИ. Археомагнитная лаборатория при Государственном музее штата Иллинойс располагает кривыми секулярных изменений для юго-западной, центральной и юго-восточной частей Соединенных Штатов. Дополнительные данные, полученные из археомагнитных образцов, совместно с другими методами датирования, такими как дендрохронология или радиоуглеродный анализ, позволяют уточнить региональные кривые.
Техника
Несколько образцов извлекаются из объекта путем заключения в немагнитный гипс в немагнитных формах. Эти образцы ориентируются по истинному северу в момент отбора. Образцы отправляются в археомагнитную лабораторию для обработки. Каждый образец измеряется в спиннерном магнитометре для определения теплового остаточного намагничивания. Результаты статистически обрабатываются, и вычисляется собственный вектор, показывающий трехмерное магнитное склонение, которое позволяет определить положение Северного полюса на момент последнего термического события объекта. Данные, полученные для данного объекта, сравниваются с региональной кривой секулярных изменений для определения наиболее вероятного временного диапазона последнего обжига объекта.