New contributions to the Early Pliocene geomagnetic field strength: Case study of southern Caucasus volcanics
Contenido principal del artículo
Resumen
Realizamos un estudio de paleointensidad con el método de Thellier sobre la secuencia volcánica de 3.8 Ma en Georgia (Sur del Cáucaso). Estudios paleomagnéticos previos de esta sucesión revelaron que ocho flujos consecutivos de lava registraron una polaridad magnética reversa en la base de la sección, seguida por una zona de polaridad normal en 18 flujos consecutivos. 27 muestras de 9 flujos de ambas zonas fueron preseleccionados para experimentos de paleointensidad debido a su bajo índice de magnetización viscosa, magnetización remanente estable, curvas termomagnéticas reversibles y a una fracción menor de granos magnéticos con estructura de multidominio. 13 muestras de 6 distintas unidades de enfriamiento permitieron una estimación confiable de la paleointensidad con la variación del momento virtual dipolar (MVD) promedio desde 5.8 hasta 7.6*1022 Am2. Nuestros resultados, aunque no numerosos, son de una alta calidad técnica y comparables con otros datos de paleointensidad recientemente obtenidos en flujos de lava más jóvenes. Las fracciones de la magnetización natural remanente usadas para la determinación de paleointensidad varían de 28 a 65% y los factores de calidad varían entre 4.7 y 19.4, siendo normalmente mayores de 5. El momento virtual dipolar promedio obtenido en este estudio es ligeramente menor con respecto al campo geomagnético actual, pero coincide con el promedio del Plioceno temprano. Los resultados obtenidos son también similares a los recientemente reportados para el Mioceno tardío (8-10 Ma), lo cual probablemente indique que la intensidad del campo geomagnético era estable y relativamente alta en el periodo aproximado de 10 a 4 Ma. Se requieren más datos para entender mejor el modo de transición entre el campo geomagnético bajo en el Mesozoico y el actual campo geomagnético de alta intensidad.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Citas
BAGINA, O., D. MINASYAN and G. PETROVA, 1976. Determination of the intensity of the ancient geomagnetic field from the effusive rocks of Armenia. Izv. Earth. Phys., 2, 81-86.
BOGUE, S. and H. PAUL, 1993. Distinctive behaviour following geomagnetic reversals. Geophys. Res. Lett., 20, 2399-2402. DOI: https://doi.org/10.1029/93GL02473
BOGUE, S. and R. COE, 1984, Transitional paleointensities from Kauai, Hawaii, and geomagnetic reversal models. J. Geophys. Res., 89, 10341-10354. DOI: https://doi.org/10.1029/JB089iB12p10341
BOL’SHAKOV, B. and V. SHCHERBAKOVA, 1979. Thermomagnetic criterion for determining the domain structure of ferrimagnetics. Izves. Acad. Sci. Earth Phys., 15, 111-116.
BOL’SHAKOV, B. and G. SOLODOVNIKOV, 1969. The field strength of the ancient magnetic field of the Earth in Pliocene-Quaternary epoch. Izves. Acad. Sci. Earth Phys., 5, 88-93.
CAMPS, P. and M. PRÉVOT, 1996. A statistical model of the fluctuations in the geomagnetic field from paleosecular variation to reversal. Science, 273, 776-779. DOI: https://doi.org/10.1126/science.273.5276.776
CAMPS, P., G. RUFFET, V. P. SCSHERBAKOV, V. V. SCSHERBAKOVA, M. PRÉVOT, A. MOUSSINE-POUCHKIN, L., SHOLPO, A. T. GOGUITCHAICHVILI and B. ASANIDZE, 1996. Paleomagnetic and geochronological study of a geomagnetic field reversal or excursion recorded in pliocene volcanic rocks from Georgia (lesser Caucasus). Phys. Earth Planet. Inter., 96, 41-59. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-9201(95)03110-3
COE, R., S. GROMMÉ and E. A. MANKINEN, 1978. Geomagnetic paleointensity from radiocarbon-dated flows on Hawaii and the question of the Pacific nondipole low. J. Geophys. Res., 83, 1740-1756. DOI: https://doi.org/10.1029/JB083iB04p01740
COE, R., 1967. Paleointensity of the Earth’s magnetic field determined from Tertiary and Quaternary rocks. J. Geophys. Res., 72, 3247-3262. DOI: https://doi.org/10.1029/JZ072i012p03247
DUNLOP, D. and Ö. ÖZDEMIR, 1997. Rock-Magnetism, fundamentals and frontiers. Cambridge University Press, 573pp. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511612794
GOGUITCHAICHVILI, A., L. ALVA-VALDIVIA, J. URRUTIA-FUCUGAUCHI, J. MORALES and L. FERRARI, 2000. Absolute paleointensity results from the Trans-Mexican Volcanic Belt: Implication for the Late Miocene geomagnetic field strenght. Accepted in Geophys. J. Inter. DOI: https://doi.org/10.1046/j.0956-540X.2000.01301.x
GOGUITCHAICHVILI, A., M. PRÉVOT, J. M. DAUTRIA and M. BACIA, 1999a. Thermo-detrital and crystalodetrital magnetizations in an Icelandic hyaloclastite. J. Geophys. Res.,104, 29219-29239. DOI: https://doi.org/10.1029/1999JB900260
GOGUITCHAICHVILI, A., PRÉVOT, M. and CAMPS, P.,1999b. No evidence for strong fields during the R3-N3 Icelandic geomagnetic reversals. Earth Planet. Sci. Lett., 167, 15-34. DOI: https://doi.org/10.1016/S0012-821X(99)00010-2
GOGUITCHAICHVILI A., D. Z. SOLOGACHVILI, M., PRÉVOT, M. CALVO, E. SH. PAVLENICHVILI, G. M. MAISSURADZE and E. SCHNEPP. 1997.Paleomagnetic and rock-magnetic study of a Pliocene volcanic section in south Georgia (Caucasus). Geol. Mijnbouw, 76(1/2), 135-143. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1003109918707
JACOBS, J. A., 1994. Reversals of the Earth magnetic field, Cambridge, New-York, 346 pp. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511524929
JUAREZ, M. T., L. TAUXE, J. S. GEE and T. PICK, 1998. The intensity of the Earth’s magnetic field over the past 160 million years, Nature, 394, 878-881. DOI: https://doi.org/10.1038/29746
KRS, M., 1979. Geomagnetic field intensity during the Plio-Pleistocene derived from the thermo-remanence of porcellanites and paleo-slags. Pure Appl. Geophys., 69, 158-167. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00874913
KOSTEROV, A. and M. PRÉVOT, 1998. Possible mechanism causing failure of Thellier paleointensity experiments in some basalts. Geophys. J. Int., 134, 554-572. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.1998.00581.x
LEVI, S., 1977. The effect of magnetite particle size in paleointensity determination of the geomagnetic field. Phys. Earth Planet. Inter., 13, 245-259. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-9201(77)90107-8
MAISSURADZE, G., 1989. Antropogen of the anticaucasus. Paleogr. Paleoclim. Paleoecol., 72, 53-61. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-0182(89)90131-4
MERRILL, R. T. and P. L. MCFADDEN, 1999. Geomagnetic polarity transitions. Rev. Geophys., 37, 201-226. DOI: https://doi.org/10.1029/1998RG900004
MILANOVSKI, E. E., 1978. Neotectonics of the Caucasus. Nedra, Moslov, 484 pp. In Russian.
NAGATA, T., R. M. FISHER and K. MOMOSE, 1963. Secular variation of the geomagnetic total force during the last 5000 years. J. Geophys. Res., 68, 5277-5281. DOI: https://doi.org/10.1029/j.2156-2202.1963.tb00005.x
PERRIN, M. and V. P. SHCHERBAKOV, 1997. Paleointensity of the Earth magnetic field for the past 400 My: evidence for a dipole structure during the Mesozoic low. J. Geomag. Geoelectr., 49, 601-614. DOI: https://doi.org/10.5636/jgg.49.601
PICK, T. and L. TAUXE, 1993. Geomagnetic palaeointensities during the Cretaceous normal superchron measured using submarine basaltic glass, Nature. 366, 238-242. DOI: https://doi.org/10.1038/366238a0
PRÉVOT, M., M. DERDER, M. M. MCWILLIAMS and J. THOMPSON, 1990. Intensity of the Earth’s magnetic field: evidence for a Mesozoic dipole low. Earth Planet. Sci. Lett., 97,129-139. DOI: https://doi.org/10.1016/0012-821X(90)90104-6
PRÉVOT, M., R. S. MANKINEN, R. S. COE and S. GROMMÉ, 1985. The Steens Mountain (Oregon) geomagnetic polarity transition 2. Field intensity variations and discussion of reversal models. J. Geophys. Res., 90, 10417-10448. DOI: https://doi.org/10.1029/JB090iB12p10417
PRÉVOT, M., E. A. MANKINEN, S. GROMMÉ and A. LECAILLE, 1983. High paleointensities of the geomagnetic field from thermomagnetic study on rift valley pillow basalts from the mid-Atlantic ridge. J. Geophys. Res., 88, 2316-2326. DOI: https://doi.org/10.1029/JB088iB03p02316
RIISAGER, J., 1999. Variation en direction et en intensitédu champ magnétique terrestre a la fin du Mesozoiqueet au Cenozoique, Ph.D Thesis, University of Montpellier, 168 pp.
SASAJIMA, S. and K. MAENAKA, 1969. Variation of geomagnetic field intensity since the late Miocene. J. Geophys. Res., 74, 1037-1044. DOI: https://doi.org/10.1029/JB074i004p01037
SENANYAKE, W., M. MCELHINNY and P. MCFADDEN,1982. Comparison between the Thellier’s and Shaw’s paleointensity methods using basalts less than 5 My old. J. Geomag. Geoelectr., 34, 141-161. DOI: https://doi.org/10.5636/jgg.34.141
SHCHERBAKOVA, V. V., V.P. SHCHERBAKOV, P. W. SCHMIDT and M. PRÉVOT, 1996. On the effect of low temperature demagnetization on TRMs and PTRMs, Geophys. J. Int., 127, 379-386. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb04727.x
TANAKA, H., M. KONO and H. USHIMURA, 1995. Some global features of paleointensity in geological time. Geophys. J. Int., 120, 97-102. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1995.tb05913.x
TANAKA, H., M. KONO and S. KANEKO, 1995. Paleosecular variation of direction and intensity from two Pliocene-Pleistocene lava sections in Southern Ice-land. J. Geomag. Geoelectr., 47, 89-102. DOI: https://doi.org/10.5636/jgg.47.89
THELLIER, E. and O. THELLIER, 1959. Sur l’intensité duchamp magnétique terrestre dans le passé historique et géologique. Ann. Géophys. 15, 285-376.
THELLIER, E. and O. THELLIER, 1944. Recherches géomagnetiques sur les coulées volcaniques d’Auvergne, Ann. Geophys., 1, 37-52.
WORM, H. U., M. JACKSON, P. KELSO and S. K. BANERJEE, 1988. Thermal demagnetization of partial thermoremanent magnetization, J. Geophys. Res., 93, 12196-12204. DOI: https://doi.org/10.1029/JB093iB10p12196