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Lexikon der Geowissenschaften: Magnetisierung

Magnetisierung, magnetische Polarisation, M, die Summe Σm der magnetischen Elementardipole m [Am2] pro Volumeneinheit V:

M = Σm/V [A/m].

Man unterscheidet fünf Arten der Magnetisierung: Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus und Ferrimagnetismus. Bei einer unmagnetischen Substanz ist Σm = 0. Bei der spezifischen Magnetisierung wird das magnetische Moment auf die Masse bezogen und in der Einheit Am2/kg angegeben. Die Magnetisierung ist eine wichtige Meßgröße im Gesteinsmagnetismus und im Paläomagnetismus und wird mit Hilfe von Magnetometern bestimmt.

Die spontane Magnetisierung oder Sättigungsmagnetisierung MS wird erreicht, wenn alle magnetischen Elementardipole parallel orientiert sind. Dies ist die maximal mögliche Magnetisierung eines Materials. Die thermische Agitation bewirkt eine zunächst langsame, dann bei Annäherung an die Curie-Temperatur stärkere Abnahme von MS, die dann bei der Curie-Temperatur TC verschwindet. In einem äußeren Magnetfeld H kommt es zu einer gewissen Einregelung der Elementardipole in Richtung von H, und es entsteht eine induzierte Magnetisierung Mi = χ·H, die parallel und bei kleinen Feldern proportional zu H ist. Die Größe χ ist die magnetische Suszeptibilität. Bei Gesteinen mit ferrimagnetischen Materialien kann neben der induzierten Magnetisierung auch eine remanente Magnetisierung Mr auftreten, die natürliche remanente Magnetisierung NRM = MNRM. Diese kann durch verschiedene Prozesse und in unterschiedlichen Zeiten während der geologischen Geschichte eines Gesteins gebildet werden. Im Lauf der Zeit klingt eine remanente Magnetisierung Mr exponentiell nach folgendem Gesetz ab:

Mr(t) = Mro·e(t/

.

Dabei ist

eine Relaxationszeit, die bei Gesteinen einige Milliarden Jahre betragen kann. Als Anteile der natürlichen remanenten Magnetisierung MNRM unterscheidet man bei Gesteinen folgende Arten von Remanenzen, die angenähert vektoriell addiert werden können: Thermoremanenz (TRM; thermoremanente Magnetisierung), partielle Thermoremanenz (PTRM), Sedimentationsremanenz (DRM) und Post-Sedimentationsremanenz (PDDRM), chemische Remanenz (CRM) sowie Piezoremanenz (PRM). Die isothermale Remanenz (IRM) und die bohrinduzierte Remanenz (DIRM) treten sehr selten auf, während die anhysteretische Remanenz (ARM) nur im Labor erzeugt werden kann.

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