Meteorite paleomagnetism - From magnetic domains to planetary fields and core dynamos

ResumenLos meteoritos condríticos representan los registros más tempranos de la evolución del Sistema Solar, proveyendo información sobre las condiciones, procesos y cronología de la formación de los primeros materiales sólidos, planetesimales y cuerpos diferenciados. La evidencia sobre los campos magnéticos en las etapas tempranas de evolución del sistema solar se ha obtenido a partir de estudios en meteoritos condríticos. Estos meteoritos se caracterizan por la abundancia de cóndrulos, que constituyen pequeñas esferas de silicatos de tamaño milimétrico, formadas a partir del polvo en la nebulosa y que fueron calentadas y enfriadas rápidamente. Los condrulos retienen un registro de magnetización remanente, que data del tiempo de calentamiento y enfriamiento durante la formación de cóndrulos y su acreción en planetesimales. Los estudios sobre las diferentes clases de meteoritos, incluyendo a los meteoritos condríticos ordinarios y los meteoritos condriticos carbonáceos han documentado resultados contrastantes con una rango amplio de magnitudes de los campos magnéticos en el disco protoplanetario. Ello ha dificultado definir la naturaleza de los campos magnéticos en las etapas iniciales de evolución. Los desarrollos recientes en instrumentación y técnicas de análisis de magnetismo de rocas y paleointensidades permiten una mayor precisión. Los análisis de micromagnetismo, geoquímica, petrografía y microscopía electrónica proveen de una alta resolución, previamente no disponible, para caracterizar las propiedades magnéticas e interacciones a escalas de dominio magnético. En este trabajo revisamos los estudios en cóndrulos del meteorito condrítico Allende, que revelan relaciones entre los parámetros magnéticos de histéresis y propiedades físicas. Los parámetros y cocientes de coercitividad, magnetización remanente y magnetización de saturación muestran correlaciones con la densidad y tamaño de los cóndrulos, los cuales están relacionados a la estructura interna, mineralogía, composición y morfología. Los cóndrulos compuestos, fragmentados y con anillos de recubrimiento se caracterizan por propiedades de histéresis magnética distintas, asociadas a la composición y arreglos mineralógicos y microestructuras. Los registros de magnetización remanente y las estimaciones de paleointensidades derivadas en estudios del Allende y otras condrítas carbonáceas apoyan adquisición de la magnetización bajo la influencia de campos magnéticos internos dentro de planetesimales. Los resultados apoyan una rápida diferenciación, siguiendo la formación de las inclusiones de calcio y aluminio y condrulos para formar los planetesimales. Los planetesimales se caracterizarían por una estructura diferenciada con núcleos metálicos con capacidad de dinamo autosustentable por periodos de varios millones de años. El meteorito condrítico Allende se formó y derivó de un planetesimal parcialmente diferenciado, con un núcleo de hierro capaz de sostener un campo magnético interno.

Meteorites represent the earliest records of the evolution of the solar system, providing information on the conditions, processes and chronology for formation of first solids, planetesimals and differentiated bodies. Evidence on the nature of magnetic fields in the early solar system has been derived from chondritic meteorites. Chondrules, which are millimeter sized silicate spherules formed by rapid melting and cooling, have been shown to retain remanent magnetization records dating from the time of chondrule formation and accretion of planetesimals. Studies on different meteorite classes, including ordinary and carbonaceous chondrites, have however provided contrasting results with wide ranges for protoplanetary disk magnetic fields. Developments on instrumentation and techniques for rock magnetic and paleointensity analyses are allowing increased precision. Micromagnetic and an array of geochemical, petrographic and electronic microscopy analyses provide unprecedented resolution, characterizing rock magnetic properties at magnetic domain scales. We review studies on chondrules from the Allende meteorite that reveal relationships among hysteresis parameters and physical properties. Coercivity, remanent and saturation remanence parameters correlate with chondrule size and density; in turn related to internal chondrule structure, mineralogy and morphology. Compound, fragmented and rimmed chondrules show distinct hysteresis properties, related to mineral composition and microstructures. The remanent magnetization record and paleointensity estimates derived from the Allende and other chondrites support remanent acquisition under influence of internal magnetic fields within parent planetesimals. Results support that rapid differentiation following formation of calcium-aluminum inclusions and chondrules gave rise to differentiated planetesimals with iron cores, capable of generating and sustaining dynamo action for million year periods. The Allende chondrite may have derived from a partly differentiated planetesimal which sustained an internal magnetic field.