![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/07/15-8-0-750x375.jpg)
การหาอายุทางธรณีวิทยาและโบราณคดีจากสัญญาณสนามแม่เหล็กโลกบรรพกาล
จากการศึกษาโครงสร้างภายในโลก นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า แก่นโลกชั้นนอก (outer core) มีสถานะเป็นของเหลว และมีธาตุเหล็กซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เป็นองค์ประกอบสำคัญของแก่นโลก และเนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลก ทำให้ของเหลวในแก่นโลกชั้นนอกไหลเวียน (Jacobson, 1975) และผลิต สนามแม่เหล็ก (magnetic field) ตามหลักการพื้นฐานที่นำเสนอโดยไมเคิล ฟาราเดย์ (Faraday M.) นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/07/1-3-1-1.jpg)
ปัจจุบันขั้วแม่เหล็ก (magnetic pole) เบี่ยงเบนออกจากขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ (geographic pole) ทำมุมประมาณ 11o โดยมีเส้นแรงแม่เหล็กวิ่งออกจากขั้วแม่เหล็กใต้ และโค้งกลับพุ่งเข้าไปในขั้วแม่เหล็กเหนือ ซึ่งความเข้มของสนามแม่เหล็กจะมีค่าสูงที่สุดที่ผิวโลก และลดลงเมื่ออยู่สูงขึ้นไปในอากาศ
เมื่อประมาณ 50 ปีก่อน ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ (Cox และคณะ, 1967) ค้นพบว่าตลอดช่วงอายุของโลก สนามแม่เหล็กโลก เคยกลับขั้วไป-มาหลายต่อหลายครั้ง (magnetic reversal) และหินที่เกิดขึ้นในแต่ละยุคสามารถกักเก็บสภาวะที่แตกต่างกันของสนามแม่เหล็กโลกในขณะนั้นได้ (remnant magnetization) ซึ่งเมื่อนักวิทยาศาสตร์นำตัวอย่างหินมาวิเคราะห์ก็สามารถสกัดสัญญาณของสนามแม่เหล็กโลกได้ว่า เป็นแบบ ขั้วแม่เหล็กปกติ (normal polarity) ซึ่งหมายถึงขั้วแม่เหล็กโลกที่เหมือนกับปัจจุบัน หรือ ขั้วแม่เหล็กย้อนกลับ (reverse polarity) ซึ่งหมายถึงขั้วแม่เหล็กโลกที่ตรงข้ามกับปัจจุบัน
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/07/3-3-1-1024x489.jpg)
การบันทึกค่าสนามแม่เหล็กโลกของหิน
สนามแม่เหล็กบรรกาล (paleomagnetic) หมายถึง สภาวะความเป็นแม่เหล็กของหินหรือดินที่มีสาเหตุเกิดจากแร่จำพวกออกไซด์ของเหล็กชนิดต่างๆ ที่มีอยู่ในหินหรือดิน นั้นกักเก็บสัญญาณหรือสภาพความเป็นแม่เหล็กเอาไว้ ณ วันที่เกิดหิน โดยการเก็บสภาวะสนามแม่เหล็กถาวรในขณะที่เกิดหินนั้นเกิดได้ 3 รูปแบบ คือ
- สภาพความเป็นแม่เหล็กถาวรแบบเย็นตัว (Thermal Remnant Magnetization ,TRM) เกิดจากแร่บางอย่าง โดยเฉพาะ แมกนีไทต์ จะมีความเป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า อุณหภูมิคูรี่ (Curie Point) เพราะในสภาพที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิคูรี่ ความร้อนในอะตอมจะทำให้ความเป็นแม่เหล็กหมดลง สนามแม่เหล็กจะวางตัวกันอย่างไม่เป็นระเบียบ แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิคูรี่ สนามแม่เหล็กจะเรียงตัวไปในทางเดียวกับสนามแม่เหล็กโลกในขณะนั้น กรณีนี้มักจะพบในกรณีของหินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวของลาวา
- สภาพความเป็นแม่เหล็กถาวรแบบเม็ดตะกอน (Detrital Remnant Magnetization ,DRM) หินตะกอนจะมีความเป็นแม่เหล็กอย่างอ่อนๆ ได้ โดยมีการเรียงตัวของสารแม่เหล็กหลังหรือระหว่างการสะสมตัวของตะกอน โดยส่วนของแร่เหล็กที่สะสมตัวร่วมด้วยจะจัดตัวเองให้ขนานกับสนามแม่เหล็กโลก
- สภาพความเป็นแม่เหล็กถาวรแบบตะกอนเคมี (Chemical Remnant Magnetization ,CRM) เกิดจากผลทางเคมี ที่ทำให้ได้แร่ทางแม่เหล็กชนิดใหม่ที่อุณหภูมิต่ำๆ เช่น แร่แมกนีไทต์ ถูกเปลี่ยนเป็นแร่ เฮมาไทต์ พร้อมทั้งมีการจัดเรียงตัว ขนานกับสนามแม่เหล็กโลก
อุณหภูมิที่สภาวะแม่เหล็กโลกเปลี่ยนแปลงได้ เรียกว่า อุณหภูมิคูรี่ (ประมาณ 500 องศาเซลเซียส)
การใช้ค่าสนามแม่เหล็กโลกมาหาอายุวัตถุ
อย่างที่กล่าวในข้างต้น ว่าสนามแม่เหล็กโลกนั้นมีการกลับขั้วไป-มาอยู่ตลอดเวลาทางธรณีกาล (Cox และคณะ, 1967) นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก จึงได้ร่วมกันศึกษาวิจัยและสร้าง ตารางมาตรฐานการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กขึ้น และหาอายุตัวอย่างดังกล่าวด้วยวิธีการหาอายุแบบอื่นๆ ทำให้ปัจจุบัน มีตารางมาตรฐานสภาวะแม่เหล็กโลก ที่คล้ายกับแถบบาร์โคดของสินค้า ซึ่งในแต่ละช่วงของตารางจะมีอายุกำกับอยู่
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/10/15-8-3-1024x987.jpg)
ดังนั้นเมื่อสามารถตรวจวัดค่าสนามแม่เหล็กของตัวอย่างได้ เช่น เมื่อนำตัวอย่างหินจากชั้นต่างๆ ของลาวาที่ไหลหลากในภูเขาไฟ ไปประเมินสภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาลและปรับเทียบกับตารางมาตรฐานดังกล่าว จะสามารถหาอายุของการไหลหลากของลาวาในแต่ละเหตุการณ์ได้ ตัวอย่างเช่น ในปี ค.ศ. 1984 นักวิทยาศาสตร์ (Heller และ Tungsheng) ใช้การลำดับชั้นของสนามแม่เหล็กบรรพกาลในการหาอายุชั้นหินในประเทศจีน ซึ่งวิธีการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลสามารถใช้แบ่งโซนอายุของหินชั้นต่างๆ ได้ นอกจากนี้ในปี ค.ศ. 1988 นักวิทยาศาสตร์ (McNeill) ใช้การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลเพื่อบอกอายุในช่วงสมัยไมโอซีน-สมัยไพลสโตซีน ของหินปูนในหมู่เกาะบาฮามาส โดยวิเคราะห์จากแร่แมกนิไทต์ที่ตกสะสมตัวอยู่ร่วมกับแร่คาร์บอเนตในระหว่างการเกิดหินปูน เป็นต้น
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/10/15-8-1-1024x476.jpg)
หรือในทางโบราณคดี หากนักวิทยาศาสตร์ประเมินสภาวะแม่เหล็กโลกบรรพกาลกับตัวอย่างภาชนะดินเผา หรือวัตถุต่างๆ ทางโบราณคดีที่เคยได้รับความร้อน ผลของสภาวะแม่เหล็กโลกแสดงถึงสภาวะแม่เหล็กโลกเมื่อภาชนะดังกล่าวถูกเผาครั้งสุดท้าย ซึ่งเทียบเคียงได้กับอายุของแหล่งโบราณคดี เช่นในเศษภาชนะดินเผาตรงกับแนวขั้วแม่เหล็กโลกที่บันทึกไว้ในปี พ.ศ. 2123 ก็แสดงว่าภาชนะดินเผานั้นทำขึ้นในปี พ.ศ. 2123 เป็นต้น
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/10/15-8-2-1024x612.jpg)
. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth