Tipos de magnetização

A magnetização de uma rocha ocorre de duas formas: pode ser induzida pelo campo magnético actual (magnetização induzida) ou pode ter sido formada no passado, assim que ocorreu a litificação da rocha (magnetização remanescente) (Fig. 9).

Fig. 9: Tipos de magnetização a) a magnetização pode ser induzida, num material, na presença de um campo magnético externo. Este tipo de magnetização desaparece quando se retira o campo magnético externo; b) alguns materiais mantêm a magnetização depois de se ter retirado o campo magnético externo, designa- se por magnetização remanescente (Adaptado de Lillie, 1999) .

A- Magnetização induzida

Este tipo de magnetização é um caso de magnetização temporária das rochas (Fig. 9a), dado que estas podem deixar de possuir magnetização quando são retiradas do meio e a magnitude e direcção do campo induzido depende da magnitude, da direcção do campo magnético externo e da susceptibilidade magnética da rocha. Os minerais diamagnéticos e paramagnéticos apresentam, a uma dada temperatura, uma susceptibilidade constante

e adquirem uma magnetização paralela à direcção do campo magnético existente (Fig.8). Um corpo com magnetização induzida gera um campo magnético local. Na ausência de uma magnetização remanescente, o campo magnético global observado na vizinhança de um corpo magnético é igual á soma do campo magnético terrestre naquele local e o campo induzido nele próprio:

B=Bamb +Bind em que:

B= campo magnético total

Bamb= zona de influência do campo magnético Bind= campo magnético induzido

Perturbações locais no campo magnético terrestre fornecem pistas relativas à presença, à superfície, de materiais magneticamente susceptíveis. O campo induzido desses materiais é igual à diferença entre o valor do campo magnético terrestre local e o campo magnético total: Bind= B- Bamb

A anomalia total do campo (?B) é obtida subtraíndo a magnitude total do campo magnético (Bamb) do valor de B e é:

?B = B- Bamb

B- Magnetização remanescente

A magnetização remanescente é a designação dada ao magnetismo fóssil de uma rocha. Neste tipo de magnetização, os domínios magnéticos de alguns minerais (particularmente magnetite), no momento de formação das rochas, comportam-se como agulhas magnéticas, orientando-se por si próprios na direcção do campo magnético externo. Assim que as rochas litificam, a orientação da magnetização pode ficar conservada na rocha. Este tipo de magnetização mantém-se, mesmo após uma eventual mudança do campo magnético externo (Fig. 9b) e é normalmente cinco vezes superior à magnetização induzida.

A magnetização remanescente numa rocha regista a informação sobre a direcção do norte magnético no momento em que a rocha se formou. Os estudos paleomagnéticos podem indicar a idade da rocha e sugerir a latitude da região na altura em que se formou. A magnetização de um material é um vector resultante da soma da magnetização remanescente com a magnetização induzida:

em que:

J= magnetização total do material Jind= magnetização induzida da matéria

Jrem= magnetização remanescente da matéria

Portanto, o campo magnético total numa dada zona é igual á soma dos campos magnéticos locais resultantes das magnetizações induzidas, remanescentes e do campo magnético local:

B= Bamb+Bind+Brem em que:

B= magnitude e direcção do campo magnético total Bamb= campo magnético local

Bind = campo magnético resultante da magnetização induzida Brem= campo magnético resultante da magnetização remanescente

Depois de se ter subtraído a magnitude do campo magnético local (Bamb) à magnetização do campo magnético total (B), a anomalia magnética total (?F) é uma função das magnitudes do campo magnético induzido (Bind) e do campo magnético remanescente (Brem). Em muitas alturas a magnitude remanescente é muito mais forte que a magnitude induzida de tal modo que a anomalia total do campo reflecte o paleomagnetismo existente.

Os materiais ferromagnéticos retêm uma magnetização permanente (ou remanescente), mesmo quando o campo magnético externo é removido. Há três formas dos materiais adquirirem magnetização remanescente (Fig. 10):

Fig.10: Tipos de magnetização remanescente a) magnetização termoremanescente (JTRM), ocorre

sempre que um material arrefece abaixo da temperatura de Curie, caracteriza-se por uma forte ferromagnetização, paralela ao campo magnético terrestre; b) magnetização remanescente detrítica (JDRM), durante a sedimentação os grãos orientam-se de acordo com o campo magnético

externo; c) magnetização remanescente química (JCRM), durante a precipitação dos iões, os seus

domínios magnéticos alinham-se de acordo com o campo magnético externo (Adaptado de Lillie, 1999).

A- Magnetização termoremanescente (JTRM)- Quando sujeito a temperatura elevada, um material ferromagnético exibe comportamento paramagnético. Assim que a rocha arrefece abaixo do ponto de Curie, alguns minerais (particularmente a magnetite) passam de um comportamento paramagnético para um comportamento mais forte, um

Bamb

Bamb

comportamento ferromagnético. As rochas adquirem uma magnetização termoremanescente de maior magnitude assim que os minerais magnéticos se orientam de acordo com o campo magnético externo (Fig. 10a).

Este tipo de magnetização pode ocorrer durante a solidificação da lava resultante de uma erupção vulcânica. Num derrame de lava, existem vários minerais com composições diferentes, entre eles está a magnetite, um óxido de ferro que é idêntico ao da pedra-ferro dos antigos marinheiros. Enquanto a lava está ainda quente, os átomos que compõem a magnetite orientam-se segundo direcções ao acaso, vibrando ao redor das suas posições médias na estrutura cristalina, mas, à medida que a lava arrefece e atinge temperaturas inferiores a 500º C, os átomos vão-se orientar todos na mesma direcção, a direcção do campo indutor.

Este é, portanto, um fenómeno termodinâmico: os minerais orientam-se de acordo com o campo magnético externo, à medida que a lava arrefece e endurece (Lillie, 1999). Este fenómeno resulta de um mineral, a magnetite, apresentar a configuração de menor energia, quando o seu momento magnético está alinhado com o campo magnético externo. Como o arranjo atómico é fixo nos minerais, sendo a sua magnetização permanente, é necessária uma temperatura alta para que os grupos atómicos possuam energia térmica necessária à vibração fora das suas posições orientadas. Como os minerais estão bloqueados como um todo, dentro da rocha, a direcção de magnetização da rocha é, também, permanente e estável ( Wyllie, 1976).

B- Magnetização remanescente detrítica (JDRM)- Quando os sedimentos se acumulam na água, os minerais de ferro (particularmente, a magnetite e a hematite) tendem a orientar-se de acordo com o campo magnético externo (Fig. 10b). A rocha adquire uma magnetização remanescente detrítica.

C- Magnetização remanescente química (JCRM)- Os iões são precipitados na solução, formando minerais de ferro (particularmente, a magnetite e a hematite). Durante a precipitação dos iões, os seus domínios magnéticos alinham-se de acordo com o campo magnético externo (Fig. 10c). As bacias vermelhas utilizadas frequentemente nos estudos de paleomagnetismo têm frequentemente esta origem: a cor vermelha resulta do mineral de ferromagnético, a hematite.