Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Maan magneettikentän dipolimallin toimivuus inklinaatiojakauman perusteella

Show simple item record

dc.date.accessioned 2010-12-02T08:18:48Z und
dc.date.accessioned 2017-11-06T12:24:09Z
dc.date.available 2010-12-02 fi
dc.date.available 2010-12-02T08:18:48Z und
dc.date.available 2017-11-06T12:24:09Z
dc.date.issued 2010-11-22
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/23671
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.title Maan magneettikentän dipolimallin toimivuus inklinaatiojakauman perusteella fi
ethesis.discipline Geophysics en
ethesis.discipline Geofysiikka fi
ethesis.discipline Geofysik sv
ethesis.discipline.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/78d0aee1-1bfd-4870-8ae9-41c2a3d12339
ethesis.department.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/3acb09b1-e6a2-4faa-b677-1a1b03285b66
ethesis.department Institutionen för fysik sv
ethesis.department Department of Physics en
ethesis.department Fysiikan laitos fi
ethesis.faculty Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten sv
ethesis.faculty Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta fi
ethesis.faculty Faculty of Science en
ethesis.faculty.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/8d59209f-6614-4edd-9744-1ebdaf1d13ca
ethesis.university.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97
ethesis.university Helsingfors universitet sv
ethesis.university University of Helsinki en
ethesis.university Helsingin yliopisto fi
dct.creator Veikkolainen, Toni
dct.issued 2010
dct.language.ISO639-2 fin
dct.abstract The magnetic field of the Earth is 99 % of the internal origin and generated in the outer liquid core by the dynamo principle. In the 19th century, Carl Friedrich Gauss proved that the field can be described by a sum of spherical harmonic terms. Presently, this theory is the basis of e.g. IGRF models (International Geomagnetic Reference Field), which are the most accurate description available for the geomagnetic field. In average, dipole forms 3/4 and non-dipolar terms 1/4 of the instantaneous field, but the temporal mean of the field is assumed to be a pure geocentric axial dipolar field. The validity of this GAD (Geocentric Axial Dipole) hypothesis has been estimated by using several methods. In this work, the testing rests on the frequency dependence of inclination with respect to latitude. Each combination of dipole (GAD), quadrupole (G2) and octupole (G3) produces a distinct inclination distribution. These theoretical distributions have been compared with those calculated from empirical observations from different continents, and last, from the entire globe. Only data from Precambrian rocks (over 542 million years old) has been used in this work. The basic assumption is that during the long-term course of drifting continents, the globe is sampled adequately. There were 2823 observations altogether in the paleomagnetic database of the University of Helsinki. The effect of the quality of observations, as well as the age and rocktype, has been tested. For comparison between theoretical and empirical distributions, chi-square testing has been applied. In addition, spatiotemporal binning has effectively been used to remove the errors caused by multiple observations. The modelling from igneous rock data tells that the average magnetic field of the Earth is best described by a combination of a geocentric dipole and a very weak octupole (less than 10 % of GAD). Filtering and binning gave distributions a more GAD-like appearance, but deviation from GAD increased as a function of the age of rocks. The distribution calculated from so called keypoles, the most reliable determinations, behaves almost like GAD, having a zero quadrupole and an octupole 1 % of GAD. In no earlier study, past-400-Ma rocks have given a result so close to GAD, but low inclinations have been prominent especially in the sedimentary data. Despite these results, a greater deal of high-quality data and a proof of the long-term randomness of the Earth's continental motions are needed to make sure the dipole model holds true. en
dct.abstract Maan magneettikenttä on 99-prosenttisesti sisäsyntyistä alkuperää ja muodostuu dynamoperiaatteen mukaan Maan ulkoytimessä. Carl Friedrich Gauss osoitti 1800-luvulla, että kenttää voidaan kuvata palloharmonisten termien summalla. Nykyisin tähän teoriaan perustuvat mm. IGRF-mallit (International Geomagnetic Reference Field), jotka ovat tarkin saatavilla oleva kuvaus Maan magneettikentästä. Keskimäärin hetkellisen kentän voimakkuudesta dipolin osuus on 3/4 ja ei-dipolaaristen termien 1/4, mutta kentän aikakeskiarvon on oletettu olevan puhdas pyörimisakselin suuntainen dipolikenttä. Tämän ns. GAD-hypoteesin (Geocentric Axial Dipole) pätevyyttä on arvioitu useilla menetelmillä. Tässä työssä testaus on perustunut kentän inklinaation vaihteluun leveysasteen funktiona. Jokainen dipolin (GAD), kvadrupolin (G2) ja oktupolin (G3) yhdistelmä tuottaa tietyn inklinaatiojakauman. Näitä teoreettisia jakaumia on verrattu eri mannerten sekä lopuksi koko maailman havainnoista laskettuihin kokeellisiin jakaumiin. Työssä on käytetty vain prekambrista dataa (yli 542 miljoonan vuoden ikäisistä kivistä). Perusoletuksena on, että kun mantereet liikkuvat riittävän pitkään, niiden vaelluskäyrät kattavat koko maapallon. Helsingin yliopiston paleomagneettisessa tietokannassa oli yhteensä 2823 mittaustulosta. Havaintojen laadun, iän ja kivityypin vaikutusta jakaumiin on testattu. Teoreettisten ja kokeellisten jakaumien vertailuun on käytetty khiin neliötestausta. Myös ajallis-alueellista keskiarvoistusta on käytetty päällekkäisyyksien karsimiseksi. Magmakivihavainnoista tehdyn mallinnuksen perusteella Maan keskimääräistä magneettikenttää kuvaa parhaiten keskeisdipolin ja hyvin heikon oktupolin (10 % GAD:ista) yhdistelmä. Luotettavimmista paleomagneettisista tuloksista, ns. avainnavoista, laskettu jakauma noudattaa GAD:ia lähes täydellisesti, sillä sen kvadrupoli on nolla ja oktupolikin vain 1 % GAD:ista. Missään aiemmassa tutkimuksessa ei ole saatu näin hyvin dipolimalliin sopivaa jakaumaa yli 400 vuosimiljoonan takaiselle aineistolle, vaan matalat inklinaatiot ovat yleensä korostuneet etenkin sedimenttikivissä. Saaduista tuloksista huolimatta dipolimallin toimivuuden varmistamiseksi tarvitaan edelleen lisää laadukasta havaintoaineistoa ja osoitus Maan mannerliikkeiden pitkän aikavälin satunnaisuudesta. fi
dct.language fi
ethesis.language.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/fin
ethesis.language Finnish en
ethesis.language suomi fi
ethesis.language finska sv
ethesis.supervisor Korhonen, Kimmo
ethesis.supervisor Pesonen, Lauri J.
ethesis.thesistype pro gradu-avhandlingar sv
ethesis.thesistype pro gradu -tutkielmat fi
ethesis.thesistype master's thesis en
ethesis.thesistype.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis
dct.identifier.urn URN:NBN:fi-fe201012023047
dc.type.dcmitype Text
dct.alternative The validity of the dipole model of geomagnetic field according to inclination distribution en
dct.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dct.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dct.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi

Files in this item

Files Size Format View
maanmagn.pdf 5.133Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record