Jeomagnetizmanın Doğuşu
Magnetik D ve I açılarının doğru olarak ölçümleri jeomagnetizma bilim dalının doğuşunda öngelişmelerdir ve dalın doğuşunu bir hekim olan Jilliam Gilbert (1540-1603) sağlamıştır. Gilbert, Maricourt'un deneylerini ele almış, sağlanan sonuçları önemle incelemiş, kendi yaratıcı gücünü de katarak dört ciltlik Latince yazılmış olan "De Magnet" adlı eserini meydana getirmiştir. De Magnet bilim tarihinin önemli yapıtları arasındadır ve bu yapıtı övenler arasında büyük Galile de bulunmaktadır. Yapıtta magnetizmanın bugün bilinen önemli bir çok konuları kuramsal ve deneysel yönleri ile sunulmuştur. Gilbert bu önemli yapıtında Yerküre'nin dev bir mıknatıs olduğunu kutupların yerlerini magnetik meridyeni, meridyen boyunca kürenin magnetik alanının dağılımını açıklamış ve aynı zamanda cisimlerin mıknatıslanma yolları ve özellikleri günümüzde benzer yapıtlarda görülen ölçülerde anlatmıştır. Şekil 1'de Gilbert'in "De Magnet" isimli eserinden alınan çizim verilmiştir. Londra'daki yermagnetik alanının sistemli gözlenmesi de Gilbert dönemine rastlamaktadır.
Yermagnetik Alanının Yerküre Üzerinde Ölçümleri
İlk dönemlerde yermagnetik alanı bilimsel çalışmalardan çok, yarar sağlama amacına yönelik olarak ölçülmekteydi. Örneğin denizciler denizlerde yollarını izleyebilmek ya da limanlara sığınabilmek için sapma açısını bilme gereğini duyarlarken, topoğraf ve maden arayıcıları da magnetik alanın değişik değerleri ile ilgilenmekteydiler.
Bugün bilinenlere göre insan yararına dönük olarak ilk önemli sapma açısı ölçümlerini Portekizli denizci Castro yapmıştır. Araştırma, 1538-1541 yılları arasında Kızıldeniz ve Hint Okyanusu'nun batı kısmında yapılmıştır.
Okyanuslara ait ilk magnetik harita İngiliz astronomu Halley tarafından yapılmıştır. Şekil 2'de bu harita verilmiştir. Aynı zamanda matematik ve yerfizikçi olan araştırıcı, önce yermagnetik alanı ile kuramsal ilgilenmiş, araştırma sonuçlarını 1683 ve 1692 yıllarında yayınlamıştır. Bu çalışmalarında Halley, D sapma açısının dağılımını, seküler değişimini incelemiş ise de vardığı sonuçları yetersiz görerek ölçülere yönelmiştir. 1698-1700 yılları arasında kuzeyden güneye Atlantik Okyanusu'nu dolaşmış ve 1701 yılında bu deniz için D haritasını düzenlemiştir. Sonraki yıllarda diğer denizlerde de gözlemini sürdürmüş ve D magnetik bileşen haritasını Hind ve Çin denizlerine kadar genişletmiştir. Halley'in haritaları uzun yıllar insanlara yarar sağlamıştır.
I eğim açısı ölçümleri D'ye oranla daha az yapılmıştır. İlk dünya magnetik eğim haritası, 1678 yılında yayınlanmıştır. I eğim açısının coğrafi enlemle değiştiğini ilk olarak Humbolt göstermiştir.
Magnetik alan şiddeti, standart birimler cinsinden ancak 1832 yılından sonra Gaus'un çalışmaları ile sağlanabilmiştir. Bağıl değer olarak alan şiddeti daha önceleri Humbolt tarafından 1799-1803 yılları arasında Güney Amerika yolculuğunda yapılmıştır.
Okyanuslardaki magnetik alan değerleri hakkındaki bilgilerimiz içinde bulunduğumuz yüzyılın başında ilerleme göstermiştir. Bunu Amerikan Carnegie Enstitüsü'nün çalışmalarına borçluyuz. Bu kuruluşun yönetimi altında, özel olarak ve tamamen anti magnetik maddeden yapılmış olan iki araştırma gemisi değişik dönemlerde okyanuslara açılarak bir çok ölçüleri gerçekleştirmiştir. Bu gemilerden Galile, 1905-1909 yılları arasında okyanuslarda yaklaşık olarak 64.000 millik ve ikincisi Carnegie ise 80°N ve 60° enlemleri arasında ve 1909-1929 yılları süresince 298.000 millik yolculuk sonunda Türk limanları da dahil olmak üzere dünyanın birçok yerinde ölçüler yapmıştır.
Rusların Zarya adlı anti magnetik gemisi 1957-1958 uluslararası jeofizik yılı nedeniyle 15 ay süresince Atlantik ve Hint Okyanusları'nda 47.000 mil tutarı bir yol izlemiş ve bu iki denizde magnetik alan vektörü sürekli kaydedilmiştir. Aynı dönemde Amerika Hidrografya Enstitüsü'nün havadan yapmış olduğu sürekli kayıtlarla büyük denizlerin magnetik ölçüsü yapılmamış olanlarının boşlukları doldurulmuştur.
Yermagnetik alanının kaynağının yerinin tartışılması için ilk küresel harmonik analiz, 1839 yılında Gaus tarafından yapılmıştır. Gaus analiz sonucu yermagnetik alan kaynağının tamamen yerin içinde olduğunu matematik yoldan bulmuştur ki Gilbert yıllar önce ispatsız olarak aynı sonucu iddia etmiştir. Gaus'dan sonra yapılan benzer analizler yermagnetik alanını magnetik momentinin son yüzyıl içerisinde %5 oranında yavaş bir azalma gösterdiği ortaya konmuştur. Ayrıca küresel harmonik analiz yolu ile alanın dış kaynaklı bir bileşeninin de olduğu anlaşılmıştır. Bugün magnetik alanın arzın dışındaki dağılımını da saptamak ve yukarı atmosferin iletken ortamı olan iyonosfer ile onun ötesinde varolan elektrik akımlarının nasıl değiştiklerini araştırmak olanaklıdır. Vangard serisinden başlayarak uzaya fırlatılan uydularla yapılan kayıtlar yermagnetik alanının değerini birçok yer yarıçapı uzaklıklara kadar saptama olanağı vermiştir.
Geçici Magnetik Alan Değişimleri ve Magnetik Alan Bozuklukları
Bu konu altında seküler değişmeye kıyasla yönü ve büyüklükleri çabuk değişen geçici değişmelerin incelenme dönemleri sırlanacaktır. Geçici değişimleri ilk olarak 1722 yılında Graham tarafından ortaya konmuştur. Bu araştırmacı Londra'da pusula ignesinin sapmalarını incelemiş ve sapma açısının bazı günler yavaş ve düzgün bazı günler ise bozuk değiştiğini gözlemiştir.
İlk magnetik gözlemevi Göttingen'de Gaus tarafından kurulmuş ve yermagnetik alanının üç bileşeni (D, H ve Z) ilk olarak burada ölçülmüştür. 1836-1841 yılları arasında dünyada Gaus sistemine göre çalışan 50 kadar gözlemevinin bulunduğu saptanmıştır.
Yer Üzerinde Uzun Süreli Birlikte Yapılan Gözlemler, Kutup Yılları ve Jeofizik Yılı
Yermagnetik alanı ile uğraşan bilim adamları nihayet ayrı ayrı yerlerde ve değişik zamanlarda yapılan ölçümlerin yeterli olmadığı inancıyla büyük bir alanda ve aynı dönemde beraber ölçümler yapılmasına karar vermişlerdir.
İlk birleşme 1.8.1882 ile 1.9.1883 yılları arasında onüç ay süre ile kuzey ve güney yarımkürelerinin yukarı enlemlerinde (özellikle kutuplar ve yakınlarında) magnetik ve meteorolojik gözlem ve ölçümler yapmışlar, kutup ışıklarını izlemişlerdir. Bu denemeye katılan devletlerin sayısı 11 dir. Bu deneme o kadar başarılı olmuştur ki çalışmaları 50 yıl ara ile yinelemek kararı alınmıştır.
Birinci kutup yılına benzer ölçüde 1.8.1932-31.8.1933 yılları arasında yine 13 ay süre ile aynı bölgelerde çalışmalar yapılmıştır. Bu kez çalışmaya katılan devletlerin sayısı 22'ye yükselmiştir.
3. uluslararası ortak çalışma döneminin 2.'sinden 50 yıl sonra 1982-1983 yılları arasında yapılması karara bağlanmış iken özellikle İkinci Dünya Savaşı süresince jeofiziğin hemen her alanında meydana gelen çok hızlı gelişmeler ve teknik olanaklar nedeni ile 1982 yılına kadar beklenmesi gereksiz ve uzun görülmüştür.1950 yılından başlayarak yapılan her uluslararası toplantıda konu gündeme açılmış ve sonunda üçüncü dönemin 50 yerine 25 yıla indirilmesi ve çalışmaların 1957-58 yılları arası sürdürülmesi onaylanmıştır.
Çalışmalar 1.6.1957 ile 31.12.1958 tarihleri arası bu kez 19 ay süre ile düzenlenmiştir. Araştırmaların yer ve çeşidinde farklılıklar göstermesi nedeni ile bu defa incelemelerin yerleri yalnızca kutup bölgeleri değil tüm yerküresini kapsamış ve buralarda ayırım gösterilmeden iyonosfer ve uzay olaylarını da içine alan tüm jeofizik konularını araştırmak üzere ele alınmıştır. Bu dönemde ortak çalışmaya katılan devletler sayısı 67'ye yükselmiştir. Sayılan nedenlerden ötürü son dönem Uluslararası Jeofizik Yılı olarak isimlendirilmiştir.
PALEOMAGNETİZMA: TANIMLAMALAR ve TARİHSEL GELİŞİM
Manyetik mineral içeren kayaçlar oluşumları sırasında mıknatıslanma kazanırlar, bu, kayacın yaşına bakılmaksızın onların şu anki manyetik özelliklerinin incelenmesi ile ayrılabilen (izolate) bu oluşum anındaki orijinal bileşenin incelemesine olanak tanır. Bu oluşum sırasında kazanılan (orijinal) kalıntı mıknatıslanmasının ölçülmesi, eski jeomanyetik alanın karakterinin (doğasının) belirlenmesinde kullanılabilir ve bu jeolojik zaman boyunca yerküre'nin fiziksel bir özelliğinin ayrıntılı olarak belirlenmesine olanak tanıyan yegane jeofizik gözlemdir. Jeomanyetik alan Yer'in çekirdeğinden kaynaklandığı için, bu çalışmalar hem alanın kendisinin hem de yer içinin kökeni ve evrimi için kritik öneme sahiptir. Bu tür jeomanyetik çalışmalar ayrıca kayaçların tarihlenmesine ve onların geçmiş mekansal ilişkilerinin belirlenmesine olanak tanıyan geniş bir jeolojik ve jeofizik uygulama alanına sahiptir.
TARİHSEL GELİŞİM
Paleomanyetizmanın tarihçesi mıknatıs taşı olarak bilinen kayacın (ledosetone = manyetikçe zengin kayaç) yöne bağlı özelliklerinin keşfi ile yakından ilişkilendirilir. Mıknatıs taşını (lodestone) oluşturan parçaların çekme ve itme özellikleri bu özelliklerin büyük olarak düşünüldüğü tarih öncesi zamanlarda iyice bilinmesine rağmen, genellikle bu yönlü özelliklerin ilk olarak Çin'lilerce M.Ö. birkaç yüzyıl evvel keşfedildiğine inanılır. Çin'deki kesin olan kayıtlar M.S. birinci yüzyıla aittir. Manyetik sapma (denklinasyon) coğrafi güney ve manyetik pusula iğnesinin güneye doğru yönü arasındaki karşılaştırmaların varolduğu M.S. 720'de kesin olarak bilinmekteydi.
Avrupa'da, mıknatıs taşının yönlü özelliklerine ilişkin bilinen ilk kaynak; bu yıllarda iyi bilinen pusulanın daha ileri bir modelinin varolduğu 1190'da Alexander Neckham tarafından yapılan tanımlamadır. Yer'in yüzeyi üzerinde spesifik noktalar olarak kuzeye ve güneye yönlenmesiyle bir mıknatısın dipol (çift kutuplu) karakteri Avrupa'da Petrus Peregirus tarafından 1269'da keşfedilmiştir ve o ayrıca pusula iğnesinin yönü ile o zaman evrenin ekseni olduğuna inandığı yerküre'nin kutuplarının dönmesiyle ilişkilendirdi. Manyetik sapmanın diğer kıtalardan bağımsız olarak Avrupa'da keşfi büyük olasılıkla aynı zamanlarda ya da az sonra yapılmıştı ancak böyle değişimler genel olarak 15.yüzyılın sonuna kadar mıknatıstaşının üniform olmamasına bağlanıyordu.
Yatay olarak asılı duran bir magnetik iğnenin ya da mıknatıs taşının eğimi (inklinasyon) kesin olarak Çinli'lerce biliniyordu fakat bağımsız olarak Avrupa'da Pregirus tarafından keşfedildiği görülür ve daha sonra iki ayrı olay ile 1544'de George Hartman ve 1576'da Robert Norman tarafından yeniden keşfedilmiştir. Bir bölgeden diğerine sapma açısındaki değişim, Afrika çevresinde Kızıl Deniz'e seyahat ederken, 1538 ve 1541 yılları arasında 43 sapma açısı gözleminin Jogo de Costro tarafından yapıldığı 16. yüzyılın ortalarına kadar görünmez. 1546'da Flemenk Kartograf Gerhard Mercator, dünyanın değişken diğer bölgelerinde, coğrafi ve pusula koordinatları arasındaki benzer uyumsuzlukları (discrepancy) farketti.
İlk gerçek bilim adamı olara düşünülen William Gilbert,bu gözlemleri Peregrinus ve diğerlerinin çalışmaları ile birlikte 1600'de yayınlanan kendi eseri "De magnet"de kullandı.O yerküre'nin manyetik alanını üniform olarak mıknatıslanmış bir küre olarak tanımladı. Daha sonra 1635'de Henry Gellibrand, Londra'daki 1580, 1622 ve 1634 yıllarında ölçülen sapma açıları arasında önemli farklılıklar buldu ve sapma açısının sadece bölgesel olarak değişmediği aynı zamanda zaman ile de değiştiği sonucuna ulaştı. Yer'in manyetik alanının yönündeki bu zaman değişimi onun seküler (uzun süreli) değişimi olarak bilinir.
Jeomanyetik alanın büyü ölçekteki haritaları Edmund Halley tarafından derlendi ve 1700 yılı için Kuzey ve Güney Atlantik'deki eşsanma eğrilerini (izogonlar) gösterdi ve ilk eşeğim eğrileri (izoklinler) Johann Carl Wilcke tarafından 1768'e doğru yayınlandı aynı zamanda düşünüldü ki bir geminin boylamı bu haritalardan belirlenebilir ancak kronometrelerdeki gelişme bu uygulamadaki ilgiyi azalttı. 1899'da, 1550'den 1700'e elli (50) yıl aralıklarla sapma açısı değerinin haritalarını yapmak üzere Van Bemmelen için oldukça yeterli veri vardı. Ayrıca, yer'in manyetik alanının esas olarak iki kutuplu yapısını ve içsel kökenini matematik olarak kurmak için, onun yeni olarak geliştirdiği küresel harmonik analizlerden yararlanmak amacıyla 1839'da Gauss'a yeterli veri vardı.
Kayaçların mıknatıslanmalarının incelenmesi hiç kuşkusuz mıknatıs taşı'nın ilk keşfine kadar gitmek zorundadır.Ve bir navigasyon aleti olarak pusulanın kullanılışı, pusula iğnesinin saptırdığı yeterli derecede manyetik özelliğe sahip bir çok kayacın keşfedilmesine eşlik etmiş olmalıdır. Bu güçlü manyetik kayaçların çoğu yıldırımla (lightning) mıknatıslanmaktadır ve 1797'de Alexander von Humbolt, Palatinate'deki bir dağın doruğunda yapılan pusula okumalarındaki değişim için bu açıklamayı verdi. 19. yüzyılın ortalarıyla mıknatıs ve pusula yapımındaki ilerlemelerle, yıldırım ile yönlenmiş magmatik kayaçların daha zayıf kalıntı mıknatıslanmalarının saptanması mümkün olmuştur. Ve 1849'da, Delesse göstermiştir ki bazı lavlar üniform olarak yer'in manyetik alanına paralel mıknatıslanmışlardır.
Yermagnetik Alanının Yerküre Üzerinde Ölçümleri
İlk dönemlerde yermagnetik alanı bilimsel çalışmalardan çok, yarar sağlama amacına yönelik olarak ölçülmekteydi. Örneğin denizciler denizlerde yollarını izleyebilmek ya da limanlara sığınabilmek için sapma açısını bilme gereğini duyarlarken, topoğraf ve maden arayıcıları da magnetik alanın değişik değerleri ile ilgilenmekteydiler.
Bugün bilinenlere göre insan yararına dönük olarak ilk önemli sapma açısı ölçümlerini Portekizli denizci Castro yapmıştır. Araştırma, 1538-1541 yılları arasında Kızıldeniz ve Hint Okyanusu'nun batı kısmında yapılmıştır.
Okyanuslara ait ilk magnetik harita İngiliz astronomu Halley tarafından yapılmıştır. Şekil 2'de bu harita verilmiştir. Aynı zamanda matematik ve yerfizikçi olan araştırıcı, önce yermagnetik alanı ile kuramsal ilgilenmiş, araştırma sonuçlarını 1683 ve 1692 yıllarında yayınlamıştır. Bu çalışmalarında Halley, D sapma açısının dağılımını, seküler değişimini incelemiş ise de vardığı sonuçları yetersiz görerek ölçülere yönelmiştir. 1698-1700 yılları arasında kuzeyden güneye Atlantik Okyanusu'nu dolaşmış ve 1701 yılında bu deniz için D haritasını düzenlemiştir. Sonraki yıllarda diğer denizlerde de gözlemini sürdürmüş ve D magnetik bileşen haritasını Hind ve Çin denizlerine kadar genişletmiştir. Halley'in haritaları uzun yıllar insanlara yarar sağlamıştır.
I eğim açısı ölçümleri D'ye oranla daha az yapılmıştır. İlk dünya magnetik eğim haritası, 1678 yılında yayınlanmıştır. I eğim açısının coğrafi enlemle değiştiğini ilk olarak Humbolt göstermiştir.
Magnetik alan şiddeti, standart birimler cinsinden ancak 1832 yılından sonra Gaus'un çalışmaları ile sağlanabilmiştir. Bağıl değer olarak alan şiddeti daha önceleri Humbolt tarafından 1799-1803 yılları arasında Güney Amerika yolculuğunda yapılmıştır.
Okyanuslardaki magnetik alan değerleri hakkındaki bilgilerimiz içinde bulunduğumuz yüzyılın başında ilerleme göstermiştir. Bunu Amerikan Carnegie Enstitüsü'nün çalışmalarına borçluyuz. Bu kuruluşun yönetimi altında, özel olarak ve tamamen anti magnetik maddeden yapılmış olan iki araştırma gemisi değişik dönemlerde okyanuslara açılarak bir çok ölçüleri gerçekleştirmiştir. Bu gemilerden Galile, 1905-1909 yılları arasında okyanuslarda yaklaşık olarak 64.000 millik ve ikincisi Carnegie ise 80°N ve 60° enlemleri arasında ve 1909-1929 yılları süresince 298.000 millik yolculuk sonunda Türk limanları da dahil olmak üzere dünyanın birçok yerinde ölçüler yapmıştır.
Rusların Zarya adlı anti magnetik gemisi 1957-1958 uluslararası jeofizik yılı nedeniyle 15 ay süresince Atlantik ve Hint Okyanusları'nda 47.000 mil tutarı bir yol izlemiş ve bu iki denizde magnetik alan vektörü sürekli kaydedilmiştir. Aynı dönemde Amerika Hidrografya Enstitüsü'nün havadan yapmış olduğu sürekli kayıtlarla büyük denizlerin magnetik ölçüsü yapılmamış olanlarının boşlukları doldurulmuştur.
Yermagnetik alanının kaynağının yerinin tartışılması için ilk küresel harmonik analiz, 1839 yılında Gaus tarafından yapılmıştır. Gaus analiz sonucu yermagnetik alan kaynağının tamamen yerin içinde olduğunu matematik yoldan bulmuştur ki Gilbert yıllar önce ispatsız olarak aynı sonucu iddia etmiştir. Gaus'dan sonra yapılan benzer analizler yermagnetik alanını magnetik momentinin son yüzyıl içerisinde %5 oranında yavaş bir azalma gösterdiği ortaya konmuştur. Ayrıca küresel harmonik analiz yolu ile alanın dış kaynaklı bir bileşeninin de olduğu anlaşılmıştır. Bugün magnetik alanın arzın dışındaki dağılımını da saptamak ve yukarı atmosferin iletken ortamı olan iyonosfer ile onun ötesinde varolan elektrik akımlarının nasıl değiştiklerini araştırmak olanaklıdır. Vangard serisinden başlayarak uzaya fırlatılan uydularla yapılan kayıtlar yermagnetik alanının değerini birçok yer yarıçapı uzaklıklara kadar saptama olanağı vermiştir.
Geçici Magnetik Alan Değişimleri ve Magnetik Alan Bozuklukları
Bu konu altında seküler değişmeye kıyasla yönü ve büyüklükleri çabuk değişen geçici değişmelerin incelenme dönemleri sırlanacaktır. Geçici değişimleri ilk olarak 1722 yılında Graham tarafından ortaya konmuştur. Bu araştırmacı Londra'da pusula ignesinin sapmalarını incelemiş ve sapma açısının bazı günler yavaş ve düzgün bazı günler ise bozuk değiştiğini gözlemiştir.
İlk magnetik gözlemevi Göttingen'de Gaus tarafından kurulmuş ve yermagnetik alanının üç bileşeni (D, H ve Z) ilk olarak burada ölçülmüştür. 1836-1841 yılları arasında dünyada Gaus sistemine göre çalışan 50 kadar gözlemevinin bulunduğu saptanmıştır.
Yer Üzerinde Uzun Süreli Birlikte Yapılan Gözlemler, Kutup Yılları ve Jeofizik Yılı
Yermagnetik alanı ile uğraşan bilim adamları nihayet ayrı ayrı yerlerde ve değişik zamanlarda yapılan ölçümlerin yeterli olmadığı inancıyla büyük bir alanda ve aynı dönemde beraber ölçümler yapılmasına karar vermişlerdir.
İlk birleşme 1.8.1882 ile 1.9.1883 yılları arasında onüç ay süre ile kuzey ve güney yarımkürelerinin yukarı enlemlerinde (özellikle kutuplar ve yakınlarında) magnetik ve meteorolojik gözlem ve ölçümler yapmışlar, kutup ışıklarını izlemişlerdir. Bu denemeye katılan devletlerin sayısı 11 dir. Bu deneme o kadar başarılı olmuştur ki çalışmaları 50 yıl ara ile yinelemek kararı alınmıştır.
Birinci kutup yılına benzer ölçüde 1.8.1932-31.8.1933 yılları arasında yine 13 ay süre ile aynı bölgelerde çalışmalar yapılmıştır. Bu kez çalışmaya katılan devletlerin sayısı 22'ye yükselmiştir.
3. uluslararası ortak çalışma döneminin 2.'sinden 50 yıl sonra 1982-1983 yılları arasında yapılması karara bağlanmış iken özellikle İkinci Dünya Savaşı süresince jeofiziğin hemen her alanında meydana gelen çok hızlı gelişmeler ve teknik olanaklar nedeni ile 1982 yılına kadar beklenmesi gereksiz ve uzun görülmüştür.1950 yılından başlayarak yapılan her uluslararası toplantıda konu gündeme açılmış ve sonunda üçüncü dönemin 50 yerine 25 yıla indirilmesi ve çalışmaların 1957-58 yılları arası sürdürülmesi onaylanmıştır.
Çalışmalar 1.6.1957 ile 31.12.1958 tarihleri arası bu kez 19 ay süre ile düzenlenmiştir. Araştırmaların yer ve çeşidinde farklılıklar göstermesi nedeni ile bu defa incelemelerin yerleri yalnızca kutup bölgeleri değil tüm yerküresini kapsamış ve buralarda ayırım gösterilmeden iyonosfer ve uzay olaylarını da içine alan tüm jeofizik konularını araştırmak üzere ele alınmıştır. Bu dönemde ortak çalışmaya katılan devletler sayısı 67'ye yükselmiştir. Sayılan nedenlerden ötürü son dönem Uluslararası Jeofizik Yılı olarak isimlendirilmiştir.
PALEOMAGNETİZMA: TANIMLAMALAR ve TARİHSEL GELİŞİM
Manyetik mineral içeren kayaçlar oluşumları sırasında mıknatıslanma kazanırlar, bu, kayacın yaşına bakılmaksızın onların şu anki manyetik özelliklerinin incelenmesi ile ayrılabilen (izolate) bu oluşum anındaki orijinal bileşenin incelemesine olanak tanır. Bu oluşum sırasında kazanılan (orijinal) kalıntı mıknatıslanmasının ölçülmesi, eski jeomanyetik alanın karakterinin (doğasının) belirlenmesinde kullanılabilir ve bu jeolojik zaman boyunca yerküre'nin fiziksel bir özelliğinin ayrıntılı olarak belirlenmesine olanak tanıyan yegane jeofizik gözlemdir. Jeomanyetik alan Yer'in çekirdeğinden kaynaklandığı için, bu çalışmalar hem alanın kendisinin hem de yer içinin kökeni ve evrimi için kritik öneme sahiptir. Bu tür jeomanyetik çalışmalar ayrıca kayaçların tarihlenmesine ve onların geçmiş mekansal ilişkilerinin belirlenmesine olanak tanıyan geniş bir jeolojik ve jeofizik uygulama alanına sahiptir.
TARİHSEL GELİŞİM
Paleomanyetizmanın tarihçesi mıknatıs taşı olarak bilinen kayacın (ledosetone = manyetikçe zengin kayaç) yöne bağlı özelliklerinin keşfi ile yakından ilişkilendirilir. Mıknatıs taşını (lodestone) oluşturan parçaların çekme ve itme özellikleri bu özelliklerin büyük olarak düşünüldüğü tarih öncesi zamanlarda iyice bilinmesine rağmen, genellikle bu yönlü özelliklerin ilk olarak Çin'lilerce M.Ö. birkaç yüzyıl evvel keşfedildiğine inanılır. Çin'deki kesin olan kayıtlar M.S. birinci yüzyıla aittir. Manyetik sapma (denklinasyon) coğrafi güney ve manyetik pusula iğnesinin güneye doğru yönü arasındaki karşılaştırmaların varolduğu M.S. 720'de kesin olarak bilinmekteydi.
Avrupa'da, mıknatıs taşının yönlü özelliklerine ilişkin bilinen ilk kaynak; bu yıllarda iyi bilinen pusulanın daha ileri bir modelinin varolduğu 1190'da Alexander Neckham tarafından yapılan tanımlamadır. Yer'in yüzeyi üzerinde spesifik noktalar olarak kuzeye ve güneye yönlenmesiyle bir mıknatısın dipol (çift kutuplu) karakteri Avrupa'da Petrus Peregirus tarafından 1269'da keşfedilmiştir ve o ayrıca pusula iğnesinin yönü ile o zaman evrenin ekseni olduğuna inandığı yerküre'nin kutuplarının dönmesiyle ilişkilendirdi. Manyetik sapmanın diğer kıtalardan bağımsız olarak Avrupa'da keşfi büyük olasılıkla aynı zamanlarda ya da az sonra yapılmıştı ancak böyle değişimler genel olarak 15.yüzyılın sonuna kadar mıknatıstaşının üniform olmamasına bağlanıyordu.
Yatay olarak asılı duran bir magnetik iğnenin ya da mıknatıs taşının eğimi (inklinasyon) kesin olarak Çinli'lerce biliniyordu fakat bağımsız olarak Avrupa'da Pregirus tarafından keşfedildiği görülür ve daha sonra iki ayrı olay ile 1544'de George Hartman ve 1576'da Robert Norman tarafından yeniden keşfedilmiştir. Bir bölgeden diğerine sapma açısındaki değişim, Afrika çevresinde Kızıl Deniz'e seyahat ederken, 1538 ve 1541 yılları arasında 43 sapma açısı gözleminin Jogo de Costro tarafından yapıldığı 16. yüzyılın ortalarına kadar görünmez. 1546'da Flemenk Kartograf Gerhard Mercator, dünyanın değişken diğer bölgelerinde, coğrafi ve pusula koordinatları arasındaki benzer uyumsuzlukları (discrepancy) farketti.
İlk gerçek bilim adamı olara düşünülen William Gilbert,bu gözlemleri Peregrinus ve diğerlerinin çalışmaları ile birlikte 1600'de yayınlanan kendi eseri "De magnet"de kullandı.O yerküre'nin manyetik alanını üniform olarak mıknatıslanmış bir küre olarak tanımladı. Daha sonra 1635'de Henry Gellibrand, Londra'daki 1580, 1622 ve 1634 yıllarında ölçülen sapma açıları arasında önemli farklılıklar buldu ve sapma açısının sadece bölgesel olarak değişmediği aynı zamanda zaman ile de değiştiği sonucuna ulaştı. Yer'in manyetik alanının yönündeki bu zaman değişimi onun seküler (uzun süreli) değişimi olarak bilinir.
Jeomanyetik alanın büyü ölçekteki haritaları Edmund Halley tarafından derlendi ve 1700 yılı için Kuzey ve Güney Atlantik'deki eşsanma eğrilerini (izogonlar) gösterdi ve ilk eşeğim eğrileri (izoklinler) Johann Carl Wilcke tarafından 1768'e doğru yayınlandı aynı zamanda düşünüldü ki bir geminin boylamı bu haritalardan belirlenebilir ancak kronometrelerdeki gelişme bu uygulamadaki ilgiyi azalttı. 1899'da, 1550'den 1700'e elli (50) yıl aralıklarla sapma açısı değerinin haritalarını yapmak üzere Van Bemmelen için oldukça yeterli veri vardı. Ayrıca, yer'in manyetik alanının esas olarak iki kutuplu yapısını ve içsel kökenini matematik olarak kurmak için, onun yeni olarak geliştirdiği küresel harmonik analizlerden yararlanmak amacıyla 1839'da Gauss'a yeterli veri vardı.
Kayaçların mıknatıslanmalarının incelenmesi hiç kuşkusuz mıknatıs taşı'nın ilk keşfine kadar gitmek zorundadır.Ve bir navigasyon aleti olarak pusulanın kullanılışı, pusula iğnesinin saptırdığı yeterli derecede manyetik özelliğe sahip bir çok kayacın keşfedilmesine eşlik etmiş olmalıdır. Bu güçlü manyetik kayaçların çoğu yıldırımla (lightning) mıknatıslanmaktadır ve 1797'de Alexander von Humbolt, Palatinate'deki bir dağın doruğunda yapılan pusula okumalarındaki değişim için bu açıklamayı verdi. 19. yüzyılın ortalarıyla mıknatıs ve pusula yapımındaki ilerlemelerle, yıldırım ile yönlenmiş magmatik kayaçların daha zayıf kalıntı mıknatıslanmalarının saptanması mümkün olmuştur. Ve 1849'da, Delesse göstermiştir ki bazı lavlar üniform olarak yer'in manyetik alanına paralel mıknatıslanmışlardır.
