2.3: Rayas Magnéticas y Relojes Isotópicos

La exploración oceanográfica en la década de 1950 condujo a una mejor comprensión del fondo oceanográfico. Entre los nuevos hallazgos se encuentra el descubrimiento de patrones magnéticos similares a rayas cebra para las rocas del fondo oceánico. Estos patrones eran diferentes a los que se veían para rocas continentales. Obviamente, el fondo oceánico tenía una historia que contar, pero ¿qué?

En 1962, científicos de la Oficina Oceanográfica Naval de Estados Unidos prepararon un informe que resume la información disponible sobre las franjas magnéticas mapeadas para las rocas volcánicas que componen el fondo oceánico. Después de digerir los datos en este reporte, junto con otra información, dos jóvenes geólogos británicos, Frederick Vine y Drummond Matthews, y también Lawrence Morley del Servicio Geológico Canadiense, sospecharon que el patrón magnético no fue un accidente. En 1963, plantearon la hipótesis de que las bandas magnéticas se producían por repetidas inversiones del campo magnético de la Tierra, no como se pensaba anteriormente, por cambios en la intensidad del campo magnético o por otras causas. Ya se habían demostrado inversiones de campo para rocas magnéticas en los continentes, y un siguiente paso lógico era ver si estas inversiones magnéticas continentales podrían correlacionarse en tiempo geológico con las bandas magnéticas oceánicas. Casi al mismo tiempo que estos emocionantes descubrimientos se realizaban en el fondo oceánico, también se estaban desarrollando rápidamente nuevas técnicas para determinar las edades geológicas de las rocas (“datación”).

Un perfil magnético observado (azul) para el fondo oceánico a través de la subida del Pacífico Oriental se corresponde bastante bien con un perfil calculado (rojo) basado en las inversiones magnéticas de la Tierra durante los últimos 4 millones de años y una supuesta tasa constante de movimiento del fondo oceánico alejándose de un hipotético centro de expansión (abajo). La notable similitud de estos dos perfiles proporcionó uno de los argumentos afirmativos en apoyo de la hipótesis de expansión del fondo marino.

Un equipo de científicos del Servicio Geológico de Estados Unidos —los geofísicos Allan Cox y Richard Doell, y el geoquímico isótopo Brent Dalrymple— reconstruyeron la historia de las inversiones magnéticas durante los últimos 4 millones de años utilizando una técnica de datación basada en los isótopos de los elementos químicos potasio y argón. La técnica del potasio-argón, al igual que otros “relojes isotópicos”, funciona porque ciertos elementos, como el potasio, contienen inestables, isótopos radiactivos progenitores que se descomponen a un ritmo constante a lo largo del tiempo geológico para producir isótopos hijos. La tasa de desintegración se expresa en términos de la “vida media” de un elemento., "El tiempo que tarda la mitad del isótopo radiactivo del elemento en descomponerse. La desintegración del isótopo radiactivo de potasio (potasio-40) produce un isótopo hijo estable (argón-40), que no se descompone más. La edad de una roca se puede determinar (“fechada”) midiendo la cantidad total de potasio en la roca, la cantidad del potasio-40 radiactivo restante que no se ha descompuesto, y la cantidad de argón-40. El potasio se encuentra en los minerales formadores de rocas comunes, y debido a que el isótopo potasio-40 tiene una vida media de 1,310 millones de años, puede ser utilizado en la datación de rocas de millones de años de antigüedad.

Otros relojes isotópicos de uso común se basan en la desintegración radiactiva de ciertos isótopos de los elementos uranio., torio, estroncio, y rubidio. Sin embargo, fue el método de datación por potasio-argón el que desbloqueó el enigma de las bandas magnéticas en el fondo del océano y proporcionó evidencia convincente para la hipótesis de propagación del fondo marino. Cox y sus colegas utilizaron este método para fechar rocas volcánicas continentales de todo el mundo. También midieron la orientación magnética de estas mismas rocas, lo que les permitió asignar edades a las recientes inversiones magnéticas de la Tierra. En 1966, Vine y Matthews —y también Morley trabajando de forma independiente— compararon estas edades conocidas de inversiones magnéticas con el patrón de bandas magnéticas que se encuentra en el fondo del océano. Suponiendo que el fondo oceánico se alejó del centro de expansión a una velocidad de varios centímetros al año, encontraron que había una notable correlación entre las edades de las inversiones magnéticas de la Tierra y el patrón de franjas. Después de su descubrimiento, se repitieron estudios similares para otros centros de expansión. Finalmente, los científicos pudieron fechar y correlacionar los patrones de bandas magnéticas para casi todo el fondo oceánico, partes de las cuales tienen una antigüedad de 180 millones de años.

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