Andreas Nilsson
Studier av småskaliga variationer i jordens magnetfält baserat på analyser
av varviga sediment i Lake Gościąż, Polen: ett test av stabiliteten i den
naturliga remanenta magnetiseringen och tillförlitligheten av relativa
paleointensitets-bestämningar
I försök att producera kontinuerlig data över förändringar i jordens magnetfält använder man sig ofta
av sjösediment. Magnetiska mineral, eroderade från den kringliggande berggrunden, förekommer ofta
i sjöar. Koncentration av dem beror på hur rik bergrunden är på den typen av mineral, t.ex. magnetit.
När de magnetiska mineralen faller till botten riktar de in sig efter jordens magnetfält och vid
deposition kan denna riktning bevaras genom att kornet kilas fast av kringliggande korn. Processen
kallas för detrital remanent magnetization (DRM). Kontinuerliga arkiv över variationer i jordens
magnetfält kan ge ökad förståelse för hur jordens magnetiska dynamo fungerar och dessutom
användas som verktyg för att tidskorrelera geologiska lagerföljder med varandra. Målet med den här
studien är att granska den naturliga remanenta magnetiseringens stabilitet i sjösediment erhållna
genom borrtagningar i sjön Gościąż, Polen, 2002.
Gościąż (52˚35’N, 19˚21’E, 64,3 m.ö.h.) ligger nordväst om Warszawa i anslutning till floden
Wisła. Sjöns sediment är laminerade med ljusa och mörka lager bestående av olika koncentration av
calcium, därav färgskillnaden. De ljusa lagren avsätts under våren och sommaren vid plankton
blomning då calciumutfällning gynnas. De mörka lagren avsätts under höst och vinter. Tillsammans
utgör ett ljust och ett mörkt lager ett s.k. årsvarv och genom att räkna dem kan en tidskronologi
skapas.
Borrkärnorna som hämtats från Gościąż provtogs med små ickemagnetiska plastkuber. Varje
prov ålderbestämdes med hjälp av varvkronologin. Genom att avmagnetisera proverna stegvis med
ökande fältstyrka kunde man urskilja olika komponenter i den naturliga remanenta magnetiseringen
(NRM), burna av olika magnetiska mineral. Kortfattat (och lite felaktigt) kan man säga att mineral
vars NRM avmagnetiseras av höga fältstyrkor är mer stabila. Sedimentens NRM är förutom jordens
magnetfälts inverkan också beroende av den magnetiska mineralsammansättningen. För att
rekonstruera variationer i jordens magnetfält måste vi därför kompensera för den. Detta gör vi genom
att normalisera NRM med mineral-magnetiska koncentrationsparametrar, i det här fallet användes s.k.
anhysteretic remanent magnetization (ARM).
Det finns ett flertal omständigheter som måste stämma för att man ska kunna återskapa bra
paleomagnetisk data från sjösediment och följaktligen är inte alla sjöar lämpliga. I den här studien
utnyttjades pseudo-Thellier metoden för att avgöra huruvida Gościąż sedimenten kan användas eller
inte. Resultatet visade att riktningskoefficienter (inklination men tyvärr ej deklination) gick att
återskapa men däremot uppfylldes inte kraven för att rekonstruera relativ paleointensitet. Jämförelse
av inklinationsvärdena med en nypublicerad geomagnetisk modell (CALS7K.2) och en sammansatt
paleomagnetisk regionalkurva för norra Sverige visade lovande resultat. Trots att inklinationsvärdena
från Gościąż var väldigt spridda visade de en klar trend mot flackare vinkel mellan 1500-500 år f. kr.
vilket stödde en till synes avvikande tendens (gentemot den svenska datan) i CALS7K.2 modellen.
Handledare: Ian Snowball, Tania Stanton, Per Sandgren
Examensarbete 20 poäng i Geologi - Kvartärgeologi. Vt 2006 (Examensarbete i Geologi vid Lunds universitet –
Kvartärgeologi, nr. 193)
Centrum för GeoBiosfärsvetenskap, Geologiska institutionen, Lunds universitet
Andreas Nilsson
Palaeomagnetic secular variations in the varved sediments of Lake
Gościąż, Poland: testing the stability of the natural remanent
magnetization and validity of relative palaeointensity estimates
The pseudo-Thellier technique was applied to recover relative palaeointensity (PT-RPI) estimates from
four core sections, each 2 m in length, obtained from Lake Gościąż, Poland. The varve chronology
from Lake Gościąż, originally constructed by T. Goslar, was transferred to the sediment sequence. The
chronology was extrapolated to cover the upper parts containing less pronounced varve structure. The
aim of the study was to evaluate stability of the natural remanent magnetization and validity of relative
palaeointensity estimates. The alternative field (AF) demagnetization measurements showed the
presence of two or possibly three stable NRM carriers. It was established via the pseudo-Thellier
technique that the sediments were not suitable for reconstruction of palaeointensity. The principal
component analysis technique (PCA) was used to estimate the best fit inclination and declination on a
vector component diagram. The data was evaluated and rejected based on the line fit coherency and
the angle with which it diverges from the origin. Declination was rejected all together due to very high
scatter. The resulting inclination curve was compared to a previous study of Lake Gościąż, a
geomagnetic model (CALS7K.2) and a Northern Sweden PSV master curve. A significant inclination
divergence taking place between1500 and 500 BC, was identified between the CALS7K.2 model and
the Northern Sweden master curve. Both Gościąż data sets show similar trends as the CALS7K.2
model supporting the notion that the divergence is real and of regional character.
Advisors: Ian Snowball, Tania Stanton, Per Sandgren
Degree project 20 credits in Geology – Quaternary Sciences, Spring 2006. (Examensarbete i Geologi vid Lunds
Universitet - Kvartärgeologi, no. 193).
GeoBiosphere Science Centre, Department of Geology, Quaternary Sciences, Lund University.
