Archaeomagnetic field intensity evolution during the last two millennia

• Main Author: Silva, Wilbor Poletti
• Other Authors: Hartmann, Gelvam Andre
• Format: Others
• Language: en
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: Archaeointensity; Archaeomagnetic dataset; Arqueointensidade; Axial dipole; Banco de dados arqueomagnético; Critérios de seleção de dados; Data selection criteria; Dipolo axial; Geomagnetism; Geomagnetismo
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14132/tde-19092018-135335/

Temporal variations of Earth\'s magnetic field provide a great range of geophysical information about the dynamics at different layers of the Earth. Since it is a planetary field, regional and global aspects can be explored, depending on the timescale of variations. In this thesis, the geomagnetic field variations for the last two millennia were investigated. For that, some improvement on the methods to recover the ancient magnetic field intensity from archeological material were done, new data was acquired and a critical assessment of the global archaeomagnetic database was performed. Two methodological advances are reported, comprising: i) the correction for microwave method of the cooling rate effect, which is associated to the difference between the cooling times during the manufactory of the material and that of the heating steps during the archaeointensity experiment; (ii) a test for thermoremanent anisotropy correction from the arithmetic mean of six orthogonal samples. The temporal variation of the magnetic intensity for South America was investigated from nine new data, three from ruins of the Guaraní Jesuit Missions and six from archaeological sites associated with jerky beef farms, both located in Rio Grande do Sul, Brazil, with ages covering the last 400 years. These data combined with the regional archaeointensity database, demonstrates that the influence of significant non-dipole components in South America started at ~1800 CE. Finally, from a reassessment of the global archaeointensity database, a new interpretation was proposed about the geomagnetic axial dipole evolution, where this component falls constantly since ~700 CE associated to the breaking of the symmetry of the advective sources operating in the outer core. === Variações temporais do campo magnético da Terra fornecem uma grande diversidade de informações geofísicas sobre a dinâmica das diferentes camadas da Terra. Por ser um campo planetário, aspectos regionais e globais podem ser explorados, dependendo da escala de tempo das variações. Nesta tese, foram investigadas as variações do campo geomagnético para os dois últimos milênios. Para isso, aprimoramentos nos métodos de aquisição da intensidade geomagnética registrada em materiais arqueológicos foram realizados, bem como a aquisição de novos dados e uma avaliação crítica da base de dados arqueomagnética global. Dois novos avanços metodológicos são aqui propostos, sendo eles: i) correção para o método de micro-ondas do efeito da taxa de resfriamento, que está associada à diferença entre os tempos de resfriamento durante a manufatura do material e o das etapas de aquecimento durante o experimento de arqueointensidade; (ii) teste para correção da anisotropia termorremanente a partir da média aritmética de seis amostras posicionadas ortogonalmente umas às outras durante o experimento de arqueointensidade. A variação temporal da intensidade magnética para a América do Sul foi investigada a partir de nove dados inéditos, sendo três provenientes das ruínas das Missões Jesuíticas Guaraníticas e seis de sítios arqueológicos associados a fazendas de charque, ambos localizados no Rio Grande do Sul, Brasil, com idades que cobrem os últimos 400 anos. Esses dados, combinados com o banco de dados regionais de arqueointensidade, demonstram que a influência significativa de componentes não-dipolares do campo magnético na América do Sul começou em ~1800 CE. Finalmente, a partir de uma reavaliação do banco de dados globais de arqueointensidade uma nova interpretação foi proposta a respeito da evolução do dipolo axial geomagnético, sugerindo que essa componente está decrescendo constantemente desde ~700 CE devido à quebra da simetria das fontes advectivas que operam no núcleo externo.