4.2: Evidencia paleomagnética para tectónica de placas

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Aunque Alfred Wegener no viviría para verlo, su teoría de la tectónica de placas poco a poco ganaría aceptación dentro de la comunidad científica a medida que comenzara a acumularse más evidencia. Algunas de las evidencias más importantes provinieron del estudio del paleomagnetismo, o cambios en el campo magnético de la Tierra a lo largo de millones de años.

El campo magnético de la Tierra está definido por los polos Norte y Sur que se alinean generalmente con el eje de rotación (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las líneas de fuerza magnética fluyen hacia la Tierra en el Hemisferio Norte y fuera de la Tierra en el Hemisferio Sur. Debido a la forma de las líneas de campo, la fuerza magnética tiende a diferentes ángulos a la superficie en diferentes ubicaciones (flechas rojas de la Figura\(\PageIndex{1}\)). En los polos Norte y Sur, la fuerza es vertical. En cualquier parte del ecuador la fuerza es horizontal, y en todas partes intermedias, la fuerza magnética está en algún ángulo intermedio con respecto a la superficie.

Figura\(\PageIndex{1}\) Representación del campo magnético de la Tierra como un imán de barra coincidente con el núcleo. El polo sur de tal imán apunta al Polo Norte de la Tierra. Las flechas rojas representan la orientación del campo magnético en varios lugares de la superficie de la Tierra (Steven Earle después: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ 1/17/Earths_Magnetic_Field_ Confusion.svg).

En su forma fluida, los minerales que componen el magma son libres de moverse en cualquier dirección y tomar cualquier orientación. Pero a medida que el magma se enfría y se solidifica, el movimiento cesa y la orientación y posición minerales se fijan. A medida que la magnetita mineral (Fe ₃ O ₄) cristaliza a partir del magma, se magnetiza con una orientación paralela a la del campo magnético de la Tierra en ese momento, similar a la forma en que una aguja de brújula se alinea con el campo magnético para apuntar hacia el norte. Este registro magnético en la roca se llama magnetismo remanente. Las rocas como el basalto, que se enfrían desde una temperatura alta y comúnmente tienen niveles relativamente altos de magnetita, son particularmente susceptibles de magnetizarse de esta manera, pero incluso los sedimentos y rocas sedimentarias, siempre y cuando tengan pequeñas cantidades de magnetita, adquirirán magnetismo remanente porque la magnetita los granos se vuelven gradualmente reorientados después de la deposición. Al estudiar tanto los componentes horizontales como verticales del magnetismo remanente, se puede decir no solo la dirección hacia el norte magnético en el momento de la formación de la roca, sino también la latitud donde se formó la roca en relación con el norte magnético.

A principios de la década de 1950, un grupo de geólogos de la Universidad de Cambridge, entre ellos Keith Runcorn, Edward Irving y varios otros, comenzaron a observar el magnetismo remanente de las rocas volcánicas fanerozoicas británicas y europeas, y a recopilar datos paleomagnéticos. Encontraron que rocas de diferentes edades muestreadas de generalmente la misma área mostraron posiciones de polo magnético aparentes bastante diferentes (línea verde, Figura\(\PageIndex{2}\)). Inicialmente asumieron que esto significaba que el campo magnético de la Tierra se había ido, con el tiempo, significativamente de su posición actual, que está cerca del polo rotacional.

Figura Curvas errantes\(\PageIndex{2}\) polares. Las curvas de Eurasia y América del Norte parecen mostrar que el polo magnético norte se ubicó en dos lugares simultáneamente a lo largo de la historia (izquierda). No obstante, si los continentes se reordenan en Pangea, las dos curvas se superponen, mostrando que son los continentes los que se han movido, no el polo (derecha) (Steven Earle, “Geología Física”).

La curva definida por los datos paleomagnéticos se denominó camino errante polar porque Runcorn y sus colegas inicialmente pensaron que sus datos representaban el movimiento real de los polos magnéticos (ya que los modelos geofísicos de la época sugerían que los polos magnéticos no necesitaban estar alineados con los polos rotacionales). Ahora sabemos que los datos magnéticos definen el movimiento de los continentes, y no de los polos magnéticos, por lo que lo llamamos un aparente camino errante polar (APWP). Runcorn y sus colegas pronto extendieron su trabajo a Norteamérica, y esto también mostró aparente vagabundeo polar, pero los resultados no fueron consistentes con los de Europa (Figura\(\PageIndex{2}\)). Por ejemplo, el polo de 200 Ma para Norteamérica se ubicó en algún lugar de China, mientras que el polo de 200 Ma para Europa se ubicó en el Océano Pacífico. Como solo pudo haber habido una pole position a 200 Ma, esta evidencia apoyaba firmemente la idea de que América del Norte y Europa se habían movido relativamente entre sí desde 200 Ma. El trabajo paleomagnético posterior mostró que América del Sur, África, India y Australia también tienen curvas errantes polares únicas. La reorganización de los continentes en función de sus posiciones en Pangea provocó que estas curvas errantes se superpusieran, demostrando que los continentes se habían movido con el tiempo.

La evidencia adicional del movimiento de los continentes provino del análisis de la inmersión magnética. Recordemos de la Figura\(\PageIndex{1}\) que el ángulo del campo magnético cambia en función de la latitud, con el campo dirigido verticalmente hacia abajo en el polo norte, hacia arriba en el polo sur, y horizontal en el ecuador. Cada latitud entre el ecuador y los polos tendrá un ángulo correspondiente entre horizontal y vertical (flechas rojas, Figura\(\PageIndex{1}\)). Al observar el ángulo de caída en las rocas, podemos determinar la latitud a la que se formaron esas rocas. Combinando eso con la edad de las rocas, podemos rastrear los movimientos de los continentes a lo largo del tiempo. Por ejemplo, alrededor de 500 Ma, lo que ahora llamamos Europa estaba al sur del ecuador, y así las rocas europeas formadas entonces habrían adquirido una orientación de campo magnético apuntando hacia arriba (Figura\(\PageIndex{3}\)). Entre entonces y ahora, Europa se movió gradualmente hacia el norte, y las rocas que se formaban en diversos momentos adquirieron orientaciones magnéticas más pronunciadas y pronunciadas hacia abajo.

Figura\(\PageIndex{3}\) Hipotéticos ángulos de inmersión magnética a partir de capas de roca. Esta roca habría estado al sur del ecuador 500 Ma, en el ecuador 400 Ma, y desde entonces se ha ido moviendo más al norte (Steven Earle, “Geología Física”).

Esta obra paleomagnética de la década de 1950 fue la primera evidencia nueva a favor de la deriva continental, y llevó a varios geólogos a comenzar a pensar que la idea podría tener algún mérito.

*” Geología Física” de Steven Earle utilizada bajo licencia internacional CC-BY 4.0. Descarga este libro gratis en http://open.bccampus.ca