Хто міг уявити, що так швидко настане час, коли сама Земля «розповість» магнітологам про стан її магнітного поля на протязі найдавніших геологічних епох. Проте, кілька десятиліть тому було виявлено методи, які дозволяють визначати з високою надійністю магнітне поле нашої планети практично з моменту її створення. Звісно, ці методи не з’явилися раптово, вони стали результатом ретельного дослідження магнітних властивостей гірських порід.

Ще в молодших класах школи на уроках географії розповідали, що всі відомі гірські породи можна поділити на три великі групи – осадові, вулканічні та метаморфічні породи. Пригадаємо їх відмінні особливості.

Осадові – це породи, які утворилися з дрібних частинок матеріалу земної кори, а також залишків рослин, планктону, риб і тварин. Вапняки, глини, пісковики, гіпси, кам’яна сіль – це найпоширеніші осадові породи (рис. 1). Їх можна бачити як на суходолі, так і на дні океанів і морів. Осадові породи лежать шарами різної товщини від кількох кілометрів до кількох метрів і менше. У товщі осадових порід містяться такі корисні копалини, як нафта, кам’яне вугілля тощо.

Вивержені (вулканічні) породи утворилися при затвердінні розплавлених мас, які виходили на поверхню Землі з її надр (рис. 2). Серед цих порід найпоширенішими є граніти, базальти, діабази. З виверженими породами пов’язані родовища залізних руд, молібдену, золота і багатьох інших корисних копалин.

Метаморфічні породи – це фізично і хімічно перероблені протягом тривалого часу осадові і вивержені породи (рис. 3). З порід цієї групи найчастіше зустрічаються мармури, гнейси, сланці, кварцити. Найбільші залізорудні родовища, а також родовища багатьох інших корисних копалин, були виявлені у таких породах.

Осадові породи в основному є немагнітними, але деякі з них мають помітні магнітні властивості. Метаморфічні породи можуть бути як магнітними, так і слабко порявляти магнітні властивості або навіть зовсім немагнітними.

Серед вивержених порід зустрічаються найнамагнічені, і це пов’язано з великим вмістом в них магнетиту – основного феромагнітного матеріалу земних порід. Природні магніти, в основному, це намагнічені в надрах Землі магнетити. Вони містять у собі залізо, яке і визначає їх магнітні властивості. Великий вміст магнетиту в гірській породі створює сприятливі умови для її намагнічування. Проте не існує жорсткої залежності між кількістю магнетиту в породі і її намагніченістю. Зазвичай вирішальний вплив на магнітний стан породи мають розміри і форма зерен самого магнетиту. У цьому відношенні магнетит не є винятком, оскільки намагнічування всіх феромагнетиків також залежить від розмірів і форми зерен намагнічуваного матеріалу.

Найчастіше гірські породи намагнічувались під час свого утворення, після нагріву до дуже високої температури і подальшого охолодження в геомагнітному полі. Такий вид намагнічування гірських порід не лише призводив до сильного збільшення їх магнітного моменту (це відповідає ефекту Гопкінсона), але і забезпечував значну стійкість їх залишкового намагнічування відносно різних фізичних і хімічних впливів, які неминуче мали місце в процесі геологічних змін земної кори.

Вчені встановили, що гірські породи можуть зберігати свою залишкову намагніченість на величезних проміжках часу, навіть з урахуванням геологічних масштабів. Ця намагніченість залежить від інтенсивності та напрямку геомагнітного поля у місці утворення породи, і, отже, така «замерзла» пам’ять надає вичерпну інформацію про те, яким було це поле в певний момент історії Землі.

Подумайте лише, нічим, здається, непомітні камені можуть розповісти про земний магнетизм, який існував сотні мільйонів, або навіть мільярди років тому!

На основі: Почтарев, В.И., Михлин, Б.З. (1986). Тайна намагниченной Земли. Москва : Педагогика, 112.