Studium magnetického pole Země zaznamenaného v horninovém záznamu bylo důležitým klíčem k rekonstrukci historie pohybů desek. Již jsme viděli, jak záznam magnetických inverzí vedl k potvrzení hypotézy o šíření mořského dna. Koncept zdánlivých drah polárního putování byl užitečný při určování rychlosti, směru a rotace kontinentů.
Zdánlivé polární putování
Pro ilustraci myšlenky polárního putování si představte, že máte složenou sopku na kontinentu jako na náčrtku níže. Ujišťuji vás, že náčrtek lépe pochopíte, pokud se podíváte také na ukázku, ve které mluvím, zatímco ho kreslím.
Nákres zdánlivého polárního putování
Klikněte zde pro přepis
Pro ilustraci zdánlivého polárního putování řekněme, že zde máme Zemi, která má své póly tak, jak jsou dnes. Magnetické siločáry jdou takto. A řekněme, že tu máme kontinent. Vypadá takto. Na tomto kontinentu je sopka a je to složená sopka. Kompozitní sopka chrlí lávu a postupně buduje úbočí se svými lávovými proudy takto. Tady je láva stékající z této strany. Představme si, že jsme geologové a půjdeme k této sopce a odebereme nějaké vzorky těchto lávových proudů. Přiblížíme si tyto lávové proudy tady. Nejvyšší vzorek lávového proudu, nazveme ho tady ten zelený. Pod tímto zeleným je oranžovější žlutý lávový proud a pod ním je tento nejstarší. Máme magnetometr, a tak se můžeme pokusit zjistit, kterým směrem si všechny tyto lávové proudy myslely, že je sever, když vznikaly a chladly. Řekněme, že ten červený ukazuje tak nějak tímto směrem a ten žlutavý vypadá takto. Ten zelený vznikl během pole jako dnes, takže jeho sever je takový. Existují dvě možná vysvětlení, jak k tomu mohlo dojít. Ty si nakreslíme přímo tady. Vysvětlení 1 je, že se póly pohybovaly a kontinent zůstal na stejném místě. V takovém případě nám tu sedí kontinent. Když se vytvořila poslední láva, tato zelená hmota, pól byl právě tady nahoře, kde je dnes. Ale v době, kdy tato sopka vytvářela žlutou lávu, byl pól na trochu jiném místě. Byl spíš tady. Nejstarší lávový proud zaznamenává pól, který byl spíše v tomto směru. V tomto případě se dostáváme k tomu, čemu říkáme zdánlivá dráha polárního putování. V průběhu času od dávných dob až po současnost se pól pohyboval tímto směrem. Druhou možností je, že se kontinent posunul a pól zůstal na stejném místě. V takovém případě by zde byl dnešní zelený kontinent. Když tato láva zamrzla, směřovala na sever k severnímu pólu. V době, kdy se tato žlutá láva tvořila, pokud byl pól na stejném místě, pak by kontinent musel být někde tady, jako je tento, protože jeho láva zamrzla a směřovala k severu, ale pak v průběhu času, když se tento kontinent přesunul do dnešní polohy s lávou stále zamrzlou na místě, směřuje nyní jiným směrem, který už není tam, kde je sever. Pokud se vrátíme ještě dál v čase směrem k červené lávě, pak kontinent musel sedět v poloze podobné této. Když se jeho láva tvořila, směřovala na sever, když pak tento kontinent prošel touto rotací, byla tato láva již zmrzlá na místě, takže směr, kterým směřuje, není na stejném místě, kde je nyní sever. Můžeme zkonstruovat cestu – zdánlivou cestu putování, chcete-li – kontinentu. Vidíme, že kontinent musel jít tak nějak takto. Ta je v opačném směru než ta, kterou jsme zkonstruovali předtím.
Tato sopka čas od času vybuchne, a když její láva ztuhne a vychladne, zaznamená směr zemského magnetického pole. Geolog vyzbrojený magnetometrem by mohl odebírat vzorky skrz vrstvy ztuhlé lávy a sledovat tak směr a intenzitu pole v průběhu geologického času zaznamenaného touto sopkou. Geologové to skutečně udělali a zjistili, že směr severního pólu nebyl v průběhu času stacionární, ale naopak se zřejmě dost pohyboval. Existovala dvě možná vysvětlení:
- Buď byl pól nehybný a kontinent se v průběhu času posunul, nebo
- Kontinent byl nehybný a pól se v průběhu času posunul.
Šíření zemského dna zachraňuje situaci!“
Před přijetím deskové tektoniky se většina geologů domnívala, že se pól musel posunout. Jakmile však bylo provedeno více a více měření na různých kontinentech, ukázalo se, že všechny různé dráhy polárního putování nelze sladit. Pól nemohl být na dvou místech najednou, a navíc všechna oceánská dna zaznamenala buď sever, nebo jih, ale ne směry mezi nimi. Jak tedy mohly lávy stejného stáří na různých pevninských masivech ukazovat historické směry severního pólu odlišně od sebe? Jakmile bylo šíření mořským dnem uznáno za reálný mechanismus pohybu litosféry, geologové si uvědomili, že tyto „zdánlivé dráhy polárního putování“ lze využít k rekonstrukci minulých pohybů kontinentů za předpokladu, že pól byl vždy přibližně na stejném místě (s výjimkou období zvratů).
Výpočet paleomagnetické šířky
Příklad na mém pohádkovém obrázku poněkud vágně popisuje myšlenku využití paleomagnetických dat k rekonstrukci dřívějších poloh kontinentů, ale jak se to vlastně dělá? Používáme magnetometry.
Úhel mezi směrem magnetického pole Země a horizontálou se nazývá magnetický sklon. Protože Země je kulaté těleso v dipólovém poli, je inklinace přímo závislá na zeměpisné šířce. Ve skutečnosti je tangens úhlu inklinace roven dvojnásobku tangensu magnetické šířky, což je zeměpisná šířka, na které se trvale zmagnetovaná hornina nacházela, když se zmagnetovala. Proto při znalosti své současné polohy a magnetometrického údaje o sklonu geologického objektu vašeho zájmu, například čedičového proudu, můžete vypočítat magnetickou šířku v době jeho vzniku, porovnat ji se svou současnou polohou a určit, o kolik stupňů zeměpisné šířky se vaše současná poloha posunula od doby, kdy tato hornina ochladla.