In der hier vorgestellten Arbeit wurde gezeigt, daß das weltweit beobachtete Ph¨anomen
geringer Intensit¨at der nat¨urlichen remanenten Magnetisierung von etwa 20 Ma alten
Ozeanbasalten und das dadurch verursachte Minimum bei den Amplituden der ozeanischen
Magnetfeldanomalien auf die Tieftemperaturoxidation der Titanomagnetite zu
Titanomaghemiten zur¨uckzuf¨uhren ist.
Dazu wurden magnetische und mineralogische Untersuchungen an etwa 100 durch
das Deep Sea Drilling Project bzw. Ocean Drilling Program erbohrten Ozeanbasalten
durchgef¨uhrt. Die Proben decken einen Altersbereich von 0.6 bis 135 Ma ab und stammen
haupts¨achlich aus dem Atlantischen und Pazifischen Ozean.
Tr¨ager der Magnetisierung bei den meisten Proben ist je nach Alter der Ozeanbasalte
Titanomagnetit oder Titanomaghemit. Um den Oxidationsgrad der Titanomaghemite
zu bestimmen, wurden die davon abh¨angigen Parameter Curie-Temperatur und Gitterkonstante
gemessen sowie Mikrosonden-Analysen durchgef¨uhrt. Der Oxidationsgrad wird
durch den von 0 (nicht oxidiert) bis 1 (vollst¨andig tieftemperaturoxidiert) variierenden
Oxidationsparameter beschrieben.
Es wurde nachgewiesen, daß die S¨attigungsmagnetisierung der Ozeanbasalte (gemessen
bei Raumtemperatur) in gleicher Weise wie die Intensit¨at der nat¨urlichen
remanenten Magnetisierung (NRM) mit dem Alter variiert und bei 10 bis 40 Ma alten
Ozeanbasalten ein Minimum aufweist. Dieses Ph¨anomen wird durch die fortschreitende
Tieftemperaturoxidation der Titanomaghemite verursacht, bei der Fe-Ionen bevorzugt
aus den Oktaederpl¨atzen des ferrimagnetischen Gitters auswandern und verbleibende
Fe2+-Ionen zu Fe3+-Ionen oxidiert werden. Die S¨attigungsmagnetisierung der ferrimagnetischen
Titanomaghemite ist gleich der Untergittermagnetisierung der Fe-Ionen auf
Oktaederpl¨atzen abz¨uglich der antiparallelen Untergittermagnetisierung der Fe-Ionen auf
Tetraederpl¨atzen und nimmt deshalb mit der Tieftemperaturoxidation ab.
Bei 10 bis 40 Ma alten Proben wird f¨ur die Titanomaghemite eine fast vollst¨andige
Oxidation beobachtet. Der Oxidationsparameter erreicht hier einen Wert von ≈ 0.8. Bei noch ¨alteren Proben findet vermutlich eine Diffusion der Fe-Ionen aus den Tetraederl
¨ucken in die Oktaederl¨ucken statt. Dies k¨onnte die beobachtete Zunahme der
S¨attigungsmagnetisierung im Altersbereich von 40 bis 130 Ma bei ungef¨ahr gleichbleibendem
Oxidationsgrad der Titanomaghemite erkl¨aren.
Zur weiteren Charakterisierung der Titanomaghemite wurde die Temperaturabh¨angigkeit
der S¨attigungsmagnetisierung MS(T) bestimmt. Der Verlauf der MS(T)-Kurven
h¨angt von der Zusammensetzung der Titanomaghemite ab und zeigt deshalb eine
Abh¨angigkeit vom Alter der Proben. Die MS(T)-Kurven von Ferrimagnetika werden nach
N´eel (1948) in verschiedene Typen eingeteilt, die sich jeweils aus dem Unterschied der
Temperaturabh¨angigkeiten ihrer Untergittermagnetisierungen ergeben. Proben aus allen
Altersbereichen zeigen ein Maximum bei MS(T) oberhalb des absoluten Nullpunktes der
Temperatur. Bei einem Teil der 10 bis 40 Ma alten Proben wird außerdem beiT <-180◦C
die Untergittermagnetisierung der Fe-Ionen auf den Tetraederpl¨atzen gr¨oßer als die der
Fe-Ionen auf den Oktaederpl¨atzen. Diese Proben verhalten sich nach dem sogenannten
N´eel N-Typ. Die anderen Proben entsprechen dem N´eel P-Typ.
Bei den 10 bis 40 Ma alten Proben liegt das Maximum der S¨attigungsmagnetisierung
oberhalb der Raumtemperatur, w¨ahrend bei den Proben aus den anderen Altersbereichen
das Maximum der S¨attigungsmagnetisierung unterhalb der Raumtemperatur liegt.
Dieses Ph¨anomen wurde genutzt, um den Einfluß der Tieftemperaturoxidation auf
die NRM direkt zu untersuchen. Dazu wurde ein Magnetometer gebaut, mit dem die
NRM zwischen Raumtemperatur und 600◦C gemessen werden kann. Die Messungen
ergaben, daß sowohl die Temperaturabh¨angigkeit der NRM wie auch der S¨attigungsmagnetisierung
in gleicher Weise von dem Alter der Proben abh¨angen. Insbesondere
zeigen Proben aus dem Altersbereich 10 bis 40 Ma