Studien av jordens magnetfält som registrerats i berggrunden var en viktig nyckel för att rekonstruera plattornas rörelsehistoria. Vi har redan sett hur registreringen av magnetiska omkastningar ledde till en bekräftelse av hypotesen om spridning av havsbotten. Begreppet skenbara polarvandringsvägar var till hjälp när det gällde att bestämma kontinenternas hastighet, riktning och rotation.
Att skenbara polarvandringar
För att illustrera idén om polarvandringar kan du föreställa dig att du har en sammansatt vulkan på en kontinent som den i skissen nedan. Jag försäkrar er att skissen kommer att förstås bättre om ni också tittar på screencasten där jag pratar medan jag ritar den.
Skiss över skenande polarförskjutning
Klicka här för utskrift
För att illustrera en skenande polarförskjutningsväg, låt oss säga att vi har jorden här, och att den har sina poler på det här sättet, precis som de är i dag. De magnetiska fältlinjerna går så här. Och låt oss säga att vi har en kontinent som sitter här. Den ser ut så här. Det finns en vulkan på denna kontinent och det är en sammansatt vulkan. En sammansatt vulkan spyr ut lava och den bygger gradvis upp bergssidan med sina lavaströmmar så här. Här är lavan som kommer ner från den här sidan. Låt oss låtsas att vi är geologer och att vi ska åka till den här vulkanen och ta några prover av de här lavaströmmarna. Vi zoomar in på dessa lavaflöden här. Det översta provet av lavaflödet, vi kallar det för det här gröna provet här. Under det gröna flödet finns ett mer orangegult lavaflöde och under det finns det äldsta flödet här. Vi har en magnetometer och kan därför försöka ta reda på åt vilket håll alla dessa lavaströmmar trodde att norr var när de bildades och svalnade. Låt oss säga att den röda flaskan pekar ungefär i den här riktningen och att den gulaktiga flaskan ser ut så här. Den gröna bildades under fältet som det är i dag så dess norr är så här. Det finns två möjliga förklaringar till hur detta kan ha skett. Vi kommer att rita upp dem här. Förklaring 1 är att polerna flyttade runt och kontinenten stannade på samma ställe. I det fallet har vi en kontinent som sitter här. När den senaste lavan bildades, den här gröna saken, var polen precis här uppe, där den är i dag. Men på den tiden när den här vulkanen bildade den gula lavan var polen på en något annorlunda plats. Den var mer här borta. Det äldsta lavaflödet registrerar en pol som var mer åt det hållet. I det här fallet får vi vad vi kallar en skenbar polarvandringsväg. Med tiden, från den gången till idag, har polen rört sig i den riktningen. Den andra möjligheten är att kontinenten flyttade sig och polen stannade på samma ställe. I så fall skulle den gröna kontinenten i dag finnas här. När denna lava frös till is pekade den norrut mot nordpolen. På den tiden när den här gula lavan bildades skulle kontinenten, om polen befann sig på samma plats, ha varit här borta någonstans så här eftersom dess lava frös och pekade mot norr, men sedan med tiden, när den här kontinenten flyttade sig till sin nuvarande position med lavan fortfarande frusen på plats, pekar den nu i en annan riktning som inte längre är där norr är. Om vi går ännu längre tillbaka i tiden mot den röda lavan måste kontinenten ha suttit i en position ungefär så här. När dess lava bildades pekade den mot norr, och när kontinenten sedan genomgick den här rotationen var den här lavan redan frusen på plats, så riktningen den pekar åt är inte på samma ställe som norr är nu. Vi kan konstruera en väg – en skenbar vandringsväg om du så vill – för kontinenten. Vi kan se att kontinenten måste ha gått ungefär så här. Detta är i motsatt riktning jämfört med den vi konstruerade tidigare.
Den här vulkanen får utbrott då och då, och när dess lava stelnar och svalnar registrerar den riktningen på jordens magnetfält. En geolog utrustad med en magnetometer skulle kunna ta prover ner genom lagren av stelnad lava och på så sätt spåra fältets riktning och intensitet under den geologiska tidsperiod som registrerats av den vulkanen. Geologer gjorde faktiskt detta, och de upptäckte att nordpolens riktning inte var stationär över tiden, utan i stället hade den uppenbarligen rört sig ganska mycket. Det fanns två möjliga förklaringar till detta:
- Endera var polen stationär och kontinenten hade rört sig över tid, eller
- Kontinenten var stationär och polen hade rört sig över tid.
Skaftspridning räddar dagen!
Förrän plattektonik accepterades, trodde de flesta geologer att polen måste ha rört sig. När fler och fler mätningar gjordes på olika kontinenter visade det sig dock att alla de olika polarvandringsvägarna inte gick att förena. Polens kan inte vara på två ställen samtidigt, och dessutom registrerade havsbottnarna alla antingen norr eller söder, men inte riktningar däremellan. Så hur kunde lavas av samma ålder på olika landmassor visa historiska riktningar för nordpolen på olika sätt? När havsbottenspridning erkändes som en fungerande mekanism för att förflytta litosfären insåg geologerna att dessa ”skenbara polvandringsvägar” kunde användas för att rekonstruera kontinenternas tidigare rörelser, med utgångspunkt i antagandet att polen alltid befann sig på ungefär samma plats (utom vid omkastningar).
Beräkning av en paleomagnetisk breddgrad
Exemplet i min fantastiska teckning ger en ganska vag beskrivning av idén bakom att använda paleomagnetiska data för att rekonstruera kontinenternas tidigare positioner, men hur går det egentligen till? Vi använder magnetometrar.
