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paralleler, aber ungleicher Magnetisierung eine spontane
Magnetisierung verbleibt. Die Magnetisierungen der Unter-
gitter variieren mit der Temperatur. Außerhalb des Materials
kann man aber nur die Summe aus beiden messen, die sich
ebenfalls mit der Temperatur verändert. So kann es vorkom-
men, dass sich die Magnetisierungen beider Gitter aufheben,
die des einen oder die des anderen überwiegt. Auch dies kann
bei unterschiedlichen Temperaturen verschieden sein. Falls
das zweite Gitter überwiegt, spricht man von Selbstumkehr.
Diese wird durchaus häufig beobachtet. Ferrimagnetische
Materialien, sogenannte Ferrite, zeigen neben Remanenz
auch Hysterese. Oberhalb der ferrimagnetischen Néel-Tem-
peratur (oder Curie-Temperatur) geht der Ferrimagnetismus
in den Paramagnetismus über. Das wichtigste ferrimagne-
tische Mineral ist Magnetit (Fe
3
O
4
/
, aber auch Maghemit
(
”
-Fe
2
O
3
/
, Pyrrhotin (Magnetkies, FeS-Fe
7
S
8
/
und Goethit
(
'
-FeOOH) sind wichtige Träger des Gesteinsmagnetismus.
Auf ein äußeres magnetisches Feld reagieren die magne-
tischen Momente der weissschen Bezirke im Gleichklang,
was zum sogenannten ferromagnetischen Verhalten führt: In
Gegenwart eines äußeren Magnetfelds klappen die Richtun-
gen der magnetischen Momente der einzelnen Bezirke in
die Richtung dieses Magnetfelds um. Diese Ummagnetisie-
rung kann sogar induktiv über Lautsprecher und Verstärker
akustisch als sogenannter Barkhausen-Sprung nachgewiesen
werden. Tatsächlich werden durch Verschiebungen der Wän-
de die Bereiche derart verändert, dass jene Bereiche wach-
sen, die bereits die neue Feldrichtung haben. Die übrigen
schrumpfen und verschwinden schließlich. Diese Prozesse
sind jedoch nicht völlig reversibel. Nach Abschalten des
Erregungsfelds
H
verbleibt eine remanente Magnetisierung
J
rem
. Es zeigt sich eine sogenannte Hysterese, d. h. die ma-
gnetischen Eigenschaften eines Körpers hängen von seiner
magnetischen Vorgeschichte ab: Wird ein ferromagnetischer
Körper einem magnetischen Erregungsfeld ausgesetzt, so er-
gibt sich ein charakteristischer Verlauf der Magnetisierung
J
als Funktion des Erregungsfelds: Mit wachsendem
H
steigt
zunächst auch die Magnetisierung an, bis ein Sättigungsni-
veau
J
s
erreicht wird. Auch stärkere Erregungsfeldstärken
führen zu keiner weiteren Verstärkung der Magnetisierung.
Alle weissschen Bezirke sind nun gleichgerichtet. Beim
Zurückfahren des Erregungsfelds folgt die Magnetisierung
nicht der Neukurve, und für
H
D 0
verbleibt die soge-
nannte (isotherme) remanente Magnetisierung
J
rem
.Erstbei
Anlegen eines negativen Erregungsfelds, dessen Stärke als
Koerzitivkraft bezeichnet wird, verschwindet die Magneti-
sierung. Die von der Hysterese eingeschlossene Fläche stellt
die Magnetisierungsarbeit dar. Materialien, in denen
J
rem
groß ist, nennt man „magnetisch hart“. „Weiche“ Magnete
haben ein kleines
J
rem
. In diesen Fällen ist die Magne-
tisierungsarbeit klein (was z. B. in der Elektrotechnik bei
Transformatoren erwünscht ist). Da das Erdmagnetfeld ein
schwaches Feld ist, wird die Sättigungsmagnetisierung
J
s
kaum je erreicht. Man hat es nur mit den sogenannten in-
neren Hysteresen auf der Neukurve zu tun.
5.4.5 Remanente Magnetisierung
Obgleich Gesteine im Allgemeinen aufgrund des vergleichs-
weise schwachen Erdmagnetfelds eine recht schwache Ma-
gnetisierung besitzen, zeigen sie doch häufig remanente
Magnetisierung. Je nach Art der Entstehung unterscheidet
man verschiedene Arten der remanenten Magnetisierung:
Isotherme remanente Magnetisierung (IRM) entsteht,
wenn Gesteine im Erdfeld bei normalen Temperaturen
(
40
°C bis 50 °C) gebildet werden. Diese remanente
Magnetisierung ist schwach. Eine Ausnahme bildet die
Magnetisierung im Umfeld eines Blitzschlags, wenn hohe
Feldstärken eine starke Magnetisierung bewirken.
Die thermoremanente Magnetisierung (TRM) ist für Ge-
steine die wichtigste Art für den Erwerb einer remanenten
Magnetisierung. Bei fortschreitender Abkühlung von ferro-
magnetischen Mineralen bilden sich auch im schwachen
Erdfeld starke Magnetisierungen aus, wenn die Curie-
Temperatur unterschritten wird. Im Allgemeinen ist die
Richtung der TRM parallel zum Erdmagnetfeld. Es sind
aber auch umgekehrte Richtungen beobachtet worden.
Eine chemoremanente Magnetisierung (CRM) entsteht,
wenn durch chemische Prozesse ferromagnetische Mine-
ralkomponenten wachsen oder einer Phasentransformation
unterworfen sind. Die CRM spielt eine Rolle bei Sedimenten
und metamorphen Gesteinen.
Eine Sedimentations-Remanentmagnetisierung (SRM)
wird ausgebildet, wenn kleine, bereits remanent magnetisier-
te Partikel sich in ruhigen Gewässern parallel zum Erdfeld
ablagern können.
5.5 Gesteinsmagnetismus
Der Gesteinsmagnetismus entwickelte sich als eigenständi-
ger Forschungszweig aus dem Studium der Ursachen des
Magnetismus in Gesteinen und Mineralen. Er befasst sich
mit der Untersuchung der magnetischen Wechselwirkung in
Mineralen und der Entstehung ihrer Magnetisierung.
5.5.1 Magnetisierung von Gesteinen
Das magnetische Verhalten von Gesteinen wird charakteri-
siert durch die in ihnen enthaltenen dia-, para- und ferroma-
gnetischen Minerale. Abbildung
5.24
zeigt den Wertebereich
der Suszeptibilität für einige häufige Gesteine und wichtige
Minerale. Selbst sehr geringe Anteile an ferromagnetischer
