Studiul câmpului magnetic al Pământului, așa cum este înregistrat în roci, a fost o cheie importantă în reconstituirea istoriei mișcărilor plăcilor. Am văzut deja cum înregistrarea inversiunilor magnetice a dus la confirmarea ipotezei de răspândire a fundului mării. Conceptul de trasee de rătăcire polară aparentă a fost util în determinarea vitezei, direcției și rotației continentelor.
Rătăcirea polară aparentă
Pentru a ilustra ideea de rătăcire polară, imaginați-vă că aveți un vulcan compozit pe un continent ca cel din schița de mai jos. Vă asigur că schița va fi mai bine înțeleasă dacă urmăriți și screencastul în care vorbesc în timp ce o desenez.
Schiță de rătăcire polară aparentă
Click aici pentru transcriere
Pentru a ilustra o traiectorie de rătăcire polară aparentă, să spunem că avem aici Pământul, care are polii așa, exact așa cum sunt ei astăzi. Liniile câmpului magnetic merg așa. Și să spunem că avem un continent așezat aici. Arată așa. Există un vulcan pe acest continent și este un vulcan compozit. Un vulcan compozit scuipă lavă și construiește treptat versantul muntelui cu fluxuri de lavă ca acesta. Iată lava care coboară pe această parte. Să ne imaginăm că suntem geologi și că vom merge la acest vulcan și vom lua câteva mostre din aceste curgeri de lavă. Vom face zoom pe aceste curgeri de lavă de aici. Eșantionul cel mai de sus al fluxului de lavă, îl vom numi acesta verde de aici. Sub cea verde se află o curgere de lavă galben-portocalie, iar sub aceasta se află cea mai veche. Avem un magnetometru, așa că putem încerca să ne dăm seama în ce direcție credeau toate aceste fluxuri de lavă că se află nordul când s-au format și s-au răcit. Să spunem că cea roșie se îndreaptă în această direcție, iar cea gălbuie arată așa. Cea verde s-a format în timpul câmpului, așa cum este astăzi, așa că nordul ei este așa. Există două explicații posibile pentru modul în care s-ar fi putut întâmpla acest lucru. Le vom desena chiar aici. Explicația 1 este că polii s-au deplasat, iar continentul a rămas în același loc. În acest caz, avem un continent așezat aici. Când s-a format cea mai recentă lavă, această chestie verde, polul era chiar aici sus, unde este astăzi. Dar pe vremea când acest vulcan producea lava galbenă, polul se afla într-un loc ușor diferit. Era mai degrabă aici. Cel mai vechi flux de lavă înregistrează un pol care era mai degrabă în această direcție. În acest caz, ne confruntăm cu ceea ce numim o traiectorie aparentă de rătăcire polară. De-a lungul timpului, de atunci și până în prezent, polul s-a deplasat în acea direcție. Cealaltă posibilitate este că continentul s-a mutat, iar polul a rămas în același loc. În acest caz, continentul verde de astăzi ar fi aici. Când această lavă a înghețat, era îndreptată spre nord, spre polul nord. Când s-a format această lavă galbenă, dacă polul era în același loc, atunci continentul ar fi trebuit să se afle aici, undeva în acest loc, deoarece lava sa a înghețat și era îndreptată spre nord, dar apoi, în timp, când acest continent s-a mutat în poziția sa actuală, cu lava încă înghețată, acum este îndreptată într-o direcție diferită, care nu mai este cea în care se află nordul. Dacă ne întoarcem chiar mai departe în timp, spre lava roșie, atunci continentul trebuie să fi fost într-o poziție asemănătoare cu aceasta. Când lava sa s-a format, era îndreptată spre nord, apoi, când acest continent a trecut prin această rotație, lava era deja înghețată pe loc, așa că direcția în care este îndreptată nu este în același loc în care se află acum nordul. Putem construi o traiectorie – o traiectorie aparentă de rătăcire, dacă vreți – a continentului. Putem vedea că continentul trebuie să fi mers cam așa. Aceasta este în direcția opusă celei pe care am construit-o înainte.
Acest vulcan erupe din când în când, iar când lava sa se solidifică și se răcește, înregistrează direcția câmpului magnetic al Pământului. Un geolog înarmat cu un magnetometru ar putea să preleveze probe prin straturile de lavă solidificată și astfel să urmărească direcția și intensitatea câmpului de-a lungul intervalului de timp geologic înregistrat de acel vulcan. De fapt, geologii au făcut acest lucru și au descoperit că direcția polului nord nu a fost staționară de-a lungul timpului, ci, dimpotrivă, se pare că s-a deplasat destul de mult. Existau două explicații posibile pentru acest lucru:
- Fie polul era staționar și continentul se deplasase în timp, fie
- Continentul era staționar și polul se deplasase în timp.
Seafloor Spreading Saves the Day!
Înainte ca tectonica plăcilor să fie acceptată, majoritatea geologilor credeau că polul trebuie să se fi deplasat. Cu toate acestea, odată ce s-au făcut din ce în ce mai multe măsurători pe diferite continente, s-a dovedit că toate căile diferite de deplasare a polului nu puteau fi reconciliate. Polul nu se putea afla în două locuri în același timp și, în plus, fundul oceanelor a înregistrat fie nordul, fie sudul, dar nu și direcții intermediare. Așadar, cum ar putea lavele de aceeași vârstă de pe diferite mase terestre să arate direcții istorice ale polului nord în mod diferit una de cealaltă? Odată ce răspândirea fundului mării a fost recunoscută ca fiind un mecanism viabil de deplasare a litosferei, geologii și-au dat seama că aceste „traiectorii aparente de rătăcire polară” ar putea fi folosite pentru a reconstrui mișcările din trecut ale continentelor, pornind de la ipoteza că polul a fost întotdeauna aproximativ în același loc (cu excepția inversărilor).
Calcularea unei latitudini paleomagnetice
Exemplul din desenul meu fabulos oferă o descriere destul de vagă a ideii din spatele folosirii datelor paleomagnetice pentru a reconstrui pozițiile anterioare ale continentelor, dar cum se face de fapt? Folosim magnetometre.
Unghiul dintre câmpul magnetic al Pământului și orizontală se numește înclinație magnetică. Deoarece Pământul este un corp rotund într-un câmp dipolar, înclinația este direct dependentă de latitudine. De fapt, tangenta unghiului de înclinare este egală cu de două ori tangenta latitudinii magnetice, care este latitudinea la care se afla roca permanent magnetizată atunci când a devenit magnetizată. Prin urmare, având în vedere cunoașterea locației dvs. actuale și o citire magnetometrică a înclinației elementului geologic de interes, cum ar fi un flux de bazalt, puteți calcula latitudinea magnetică la momentul formării sale, o puteți compara cu locația dvs. actuală și puteți determina cu câte grade de latitudine s-a deplasat locația dvs. actuală de când acea rocă s-a răcit.
.