A Föld mágneses terének kőzetfelvételekben rögzített vizsgálata fontos kulcs volt a lemezmozgások történetének rekonstruálásában. Már láttuk, hogyan vezetett a mágneses megfordulások rögzítése a tengerfenék-terjedési hipotézis megerősítéséhez. A kontinensek sebességének, irányának és forgásának meghatározásában a látszólagos poláris vándorlási pályák fogalma segített.
Látszólagos poláris vándorlás
A poláris vándorlás gondolatának szemléltetésére képzeljük el, hogy van egy összetett vulkán egy kontinensen, mint az alábbi vázlaton látható. Biztosíthatom önöket, hogy a vázlatot jobban megértik, ha megnézik a képernyőfelvételt is, amelyben beszélek, miközben lerajzolom.
Látszólagos poláris vándorlás vázlata
Click here for transcript
A látszólagos poláris vándorlás útjának szemléltetésére tegyük fel, hogy itt van a Föld, és a pólusai így állnak, úgy, ahogy ma vannak. A mágneses mezővonalak így haladnak. És tegyük fel, hogy van itt egy kontinens. Így néz ki. Van egy vulkán ezen a kontinensen, és ez egy összetett vulkán. Egy összetett vulkán lávát lövell, és fokozatosan építi fel a hegyoldalakat a lávafolyamokkal, így. Itt jön le a láva ezen az oldalon. Tegyük fel, hogy geológusok vagyunk, és elmegyünk ehhez a vulkánhoz, és mintát veszünk ezekből a lávafolyamokból. Ráközelítünk ezekre a lávafolyamokra. A legfelső lávafolyam mintáját nevezzük ennek a zöldnek. Ez alatt a zöld alatt van egy narancssárgásabb lávafolyam, és ez alatt van ez a legrégebbi. Van egy magnetométerünk, és így megpróbálhatjuk kitalálni, hogy ezek a lávafolyamok melyik irányba gondolták, hogy észak felé haladnak, amikor kialakultak és lehűltek. Tegyük fel, hogy a piros ebbe az irányba mutat, a sárgás pedig így néz ki. A zöld a maihoz hasonló mező alatt alakult ki, tehát az északi iránya ilyen. Két lehetséges magyarázat van arra, hogy ez hogyan történhetett. Ezeket itt fogjuk lerajzolni. Az 1. magyarázat az, hogy a pólusok elmozdultak, és a kontinens ugyanott maradt. Ebben az esetben egy kontinens ül itt. Amikor a legutóbbi láva keletkezett, ez a zöld anyag, a pólus pont itt volt fent, ahol ma is van. De amikor ez a vulkán a sárga lávát termelte, a pólus egy kicsit máshol volt. Inkább itt volt. A legrégebbi lávafolyás egy olyan pólust rögzít, ami inkább ebben az irányban volt. Ebben az esetben egy úgynevezett látszólagos sarki vándorlási útvonalat kapunk. Az idő múlásával a pólus az akkori időponttól napjainkig ebbe az irányba mozdult el. A másik lehetőség, hogy a kontinens mozgott, a pólus pedig ugyanott maradt. Ebben az esetben a mai zöld kontinens lenne itt. Amikor ez a láva megfagyott, észak felé, az északi pólus felé mutatott. Amikor ez a sárga láva keletkezett, ha a pólus ugyanott volt, akkor a kontinensnek valahol itt kellett volna lennie, mert a láva észak felé mutatva fagyott meg, de aztán idővel, amikor ez a kontinens a jelenlegi helyére mozdult, és a láva még mindig a helyén fagyott meg, akkor most egy másik irányba mutat, ami már nem az északi irány. Ha még messzebb megyünk vissza az időben a vörös láva felé, akkor a kontinensnek egy ehhez hasonló helyzetben kellett ülnie. Amikor a lávája kialakult, észak felé mutatott, aztán amikor ez a kontinens átment ezen a forgáson, ez a láva már megfagyott a helyén, így az az irány, amerre most mutat, nem ugyanott van, ahol most észak van. Megalkothatjuk a kontinens útvonalát – ha úgy tetszik, egy látszólagos vándorlási útvonalát -. Láthatjuk, hogy a kontinensnek valahogy így kellett haladnia. Ez ellentétes irányban van, mint amit korábban konstruáltunk.
Ez a vulkán időről időre kitör, és amikor a lávája megszilárdul és kihűl, rögzíti a Föld mágneses mezejének irányát. Egy magnetométerrel felfegyverzett geológus mintát tudna venni a megszilárdult láva rétegeiben, és így nyomon követhetné a mező irányát és intenzitását az adott vulkán által rögzített földtörténeti időn keresztül. A geológusok valóban megtették ezt, és felfedezték, hogy az északi pólus iránya az idők során nem állandósult, hanem a jelek szerint meglehetősen sokat mozgott. Erre két lehetséges magyarázat volt:
- Vagy a pólus állt, és a kontinens mozdult el az idők folyamán, vagy
- A kontinens állt, és a pólus mozdult el az idők folyamán.
A talajszélesítés megmentette a napot!
A lemezektonika elfogadása előtt a legtöbb geológus úgy gondolta, hogy a pólusnak mozognia kellett. Miután azonban egyre több és több mérést végeztek különböző kontinenseken, kiderült, hogy a különböző sarki vándorlási pályákat nem lehet összeegyeztetni. A pólus nem lehetett egyszerre két helyen, ráadásul az óceánfenék mind északi vagy déli irányt rögzített, de a kettő közötti irányokat nem. Hogyan lehetséges tehát, hogy a különböző szárazföldi tömegeken található azonos korú lávák az északi pólus történelmi irányait egymástól eltérően mutatják? Miután a tengerfenék terjedését a litoszféra mozgásának életképes mechanizmusaként ismerték fel, a geológusok rájöttek, hogy ezek a “látszólagos sarki vándorlási pályák” felhasználhatók a kontinensek múltbeli mozgásának rekonstruálására, azzal a feltételezéssel, hogy a pólus mindig nagyjából ugyanazon a helyen volt (kivéve a megfordulások idején).
A paleomágneses szélesség kiszámítása
A mesés rajzomban szereplő példa meglehetősen homályos leírást ad a paleomágneses adatoknak a kontinensek korábbi helyzetének rekonstruálására való felhasználása mögötti elképzelésről, de hogyan is történik ez valójában? Magnetométereket használunk.
A Föld mágneses tere és a vízszintes közötti szöget mágneses dőlésszögnek nevezzük. Mivel a Föld egy kerek test egy dipólusmezőben, a dőlésszög közvetlenül függ a földrajzi szélességtől. Valójában a dőlésszög érintője egyenlő a mágneses szélesség érintőjének kétszeresével, ami az a szélesség, amelyen a tartósan mágnesezett kőzet ült, amikor mágnesezetté vált. Ezért a jelenlegi helyének ismeretében és az Önt érdeklő geológiai objektum, például egy bazaltfolyás dőlésszögének magnetométeres leolvasásával kiszámíthatja a kialakulásának idején mért mágneses szélességet, összehasonlíthatja azt a jelenlegi helyével, és meghatározhatja, hogy hány szélességi fokot mozdult el a jelenlegi helye azóta, hogy a kőzet lehűlt.