[科普中国]-磁性地层学的发现与应用

如果你仔细观察，就会发现大地是由一层层的地层沉积而形成的。地层是地质历史上某一时代形成的层状岩石，是地壳中具有一定层位的一层或一组岩石。

地层研究是一切地质工作的基础。地层学研究的主要任务是地层层序的建立及其相互间时间关系的确定。在地层学的各个分支学科中，磁性地层学十分神秘而有趣。而说到磁性地层学，就要从地球磁场开始说起。

在地球内部有一个巨大的磁场，叫做地磁场。地球酷似一个巨大的磁铁，可视为磁偶极，其中一极位于地球北极附近，另一极位于地球南极附近。

古地磁研究结果表明，岩石中约有一半是正向磁化，另一半为反向磁化，提示地球磁场曾经反复倒转，即磁北极变为磁南极，磁南极变为磁北极。科学家们通过对熔岩等的研究发现，地球的磁场曾经发生过多次翻转。研究表明，地球磁场平均每50万年翻转一次，最近一次的翻转发生在78万年前，而这一过程可以在地层中留下记录。

炽热的岩浆以及各种沉积岩中含有数以万计的磁性矿物，类似“小磁针”。当岩浆冷却下来或沉积物沉积下来时，这些“小磁针”也被固定住不再发生变化。如此，其“南北极”的指向便会记录下当时地球磁场的方向。地质历史上某一时代形成的成层的岩石和堆积物便记录了当时的地磁场方向。

岩石和堆积物中“小磁针”的记录对于科学家来说十分珍贵。科学家可以利用地层中的“小磁针”确定地层形成时的正反方向，并作为地层划分的依据。

科学家们将“小磁针”方向与现在地磁场方向一致的极性定为正向，方向相反的定为反向，在整个地史中将正向和反向按先后顺序排列，就形成了地磁极性年表。科学家还将磁性地层学与生物地层学和年代学相结合。结合磁性地层年代学和其他年代学对生物演化事件进行年代标定，为揭示地史时期地球生态系统的演化过程提供了一把“时间的尺子”。

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