地磁场极性及极性倒转

　　海底扩张说的提出和验证是与海底地球科学研究的进展分不开的。1960初，随着海洋地球物理（地震、重力、热流、地磁）、海底地形、海底地质和同位素年龄测定等方面研究的进展，1960年赫斯首先在霍姆斯地幔对流说的基础上，提出海底的主要构造是地球内部对流作用的直接表现。洋脊是对流上升和新洋完不断产生的地带，后形成的洋壳将先形成的洋完从洋脊轴部依次向两侧推开，至海构处洋壳随着对流下降而沉没消失于地恨中。迪茨(1961)把这一论断命名为海底扩张说。
　　(一)地磁场极性及极性倒转
　　海底扩张这个名词是迪茨(R．S．Detz，1961)提出的，但是，提出海底扩张理论的功劳则应归之于赫斯(H．Hess，1962)。
　　海底扩张理论，是来自海底线性磁异常的研究。
　　要彻底了解海底扩张的磁异常证据，就必须首先了解岩石是怎样被磁化的。
　　岩石获得的永久性磁化，称为剩余磁化。常见的有两种类型，即硬磁化和软磁化。
　　硬磁化一般是反映岩石形成时的磁场方向，并在长期地质时期中是稳定的。
　　软磁化是在弱的、往往是在瞬时的磁场中获得的，而且这种磁化有可能部分或全部失去，或其方向发生变化。
　　在测量岩石硬磁化之前，必须用退磁技术将软磁化去掉。
　　地磁场有两极：即正极(北极)和负极(南极)。
　　地球不仅现在具有偶极型磁场，在过去的地质历史时期内，它的磁场也是偶极型的。
　　地磁场主要起源于地球内部，可能是由地核产生的。地核的外核是高温带离子的液态物质并呈对流状态，从而产生了磁场。
　　地磁场方向是一直在改变的，推测和地核离子运动方向的改变有关。对流是传热的一种方式。当其对流运动方向发生改变时，地磁场两极也要随之改变方向。在地磁场转换时，地球上就没有磁场存在。地磁场外边有范艾伦带(Van Allan Belt)，它使太空来的带电离于在此带的作用下不能到达地表。否则到达地表，可能引起地球上的生物大量死亡。
　　地磁场方向的变化，很可能是由地幔中热部位和冷部位确定的。地球物理学家杰里米·布洛克汉指出＂大部分地磁场的磁力都是从内核通过南极大陆底下的地幔岩中两个冷部位出来。地磁力随后向北绕过地球并通过地幔中另外两个冷部位再进入地核。这两个冷部位，一个在加拿大北部底下，另一个在西伯利亚底下。
　　印度地球物理学家丁·内吉发现，地球的地质规律(板块漂移、海底扩张、海平面变化以及地磁极的转换)受一种地球以外的力量控制，每隔一个时期造成全球范围的地质和生物危机（如大规模灭绝）。地球的突变过程同太阳在银河系中的运动有联系。这种全球性的危机有一定的周期，因此可以预测。
　　丁·内吉等对过去570Ma期间地球磁极倒转资料的分析表明，地球磁极倒转是按32Ma、47Ma、64Ma、114Ma和285Ma的间隔转换的。上述数字几乎同太阳系的振荡运动和围绕银河系中心的轨道运动的周期相吻合。（太阳绕银河系中心转一周，需要280Ma,太阳完成半个垂直振动，需要30Ma）。
　　地球磁场的正极不永在北，负极不永在南。
　　1906年布容（Brunhos,B.）发现有些岩石的剩余磁化方向恰与现代地磁场方向相反。1928年，松山发现日本第三纪及以后的熔岩约有一半的磁化方向与现代的磁场方向一致，另一半正好相反，这种现象称为极性倒转，即每隔一定时期(最长3Ma、最短0.05Ma，一般为数十万年)，地球南北两磁极倒转，通常是在较短的时间内发生的。
　　在一次极性反转前、后，磁场有由强变弱、由弱变强的变化，持续时间有的可达2万年左右。在此极性过渡期间，磁场强度低于正常值，甚至暂时消失。
　　通过各地质时代岩石的古地磁测定，证实在整个地史中地磁场方向完全倒转过，并按一定的时间间隔多次发生。
　　五十年代以来，考克斯(cox，A．)等在对400多万年以来的大量具有正、反向极性的熔岩进行了同位索年龄测定后，于1964年，建立了第一个地磁年表。不论是正向还是反向时期(时期持续时间为105一106年)中都还有时间短暂的(104-105年)地磁场反向，称为事件。时期以最早对古地磁学研究有贡献的学者名字命名，事件则以最早采取地磁岩石标本的地点命名。
　　由海底磁异常推算出来的地磁正、反向，不仅可以与大陆对比，而且各大洋之间对比也很好。不但表现清楚，更有规律性，而且长时间是连续的。
　　1968年，海兹勒（Heirtzler J.R.）等人，在综合对比三大洋地磁、同位素年龄资料的基础上，提出0.8亿年以来的地磁年代表。1975年，拉森（Larson R.L.）和希尔德（Hilde T.W.C)根据对太平洋中生代地磁异常条带的研究，提出1-1.65亿年前的地磁年代表，使地磁年代表延伸到了侏罗纪晚期。
　　据时间的长短可以确定出两种类型的极向间隔：极性事件(0.01—0.1Ma)和极性期(0.1一lMa)。
　　一个极性期包含几个至很多个极性事件，并且能分出主要是倒转期(如布隆期)，或主要是正向期(如松山期)，或混合期。
　　也还发现有历时更长的的极性间隔的证据，称为极性世(1—10Ma)和极性代(10一100Ma)。根据大洋底磁异常的分布，可以将地磁时代表外推到大于80Ma(Heirtz等，1968)。
　　在整个显生宙中，地磁场倒转已经得到证实。现已查明，地磁场倒转可以追溯到距今1500Ma左右的地史中。
　　对于时间上的任何增量来说，正向和反向磁化的百分比也随时间而变化。在显生宙中能够确定出四个极性间隔。白垩纪、侏罗纪和晚奥陶世—志留纪，主要以正向极性为特征；早、晚古生代则以反向极性占优势。