De Wikipedia, la enciclopedia libre
  (Redirigido desde Polar deambulando )
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

Las franjas magnéticas son el resultado de la inversión del campo terrestre y la expansión del lecho marino. La nueva corteza oceánica se magnetiza a medida que se forma y luego se aleja de la cresta en ambas direcciones. Los modelos muestran una cresta (a) hace unos 5 millones de años (b) hace unos 2 millones de años y (c) en el presente. [1]

El paleomagnetismo , o paleomagnetismo , es el estudio del registro del campo magnético de la Tierra en rocas, sedimentos o materiales arqueológicos. Los minerales magnéticos en las rocas pueden guardar un registro de la dirección y la intensidad del campo magnético cuando se forman. Este registro proporciona información sobre el comportamiento pasado del campo magnético de la Tierra y la ubicación pasada de las placas tectónicas . El registro de inversiones geomagnéticas conservado en secuencias de rocas volcánicas y sedimentarias ( magnetoestratigrafía ) proporciona una escala de tiempo que se utiliza como herramienta geocronológica . Geofísicosque se especializan en paleomagnetismo se denominan paleomagnetistas.

Los paleomagnetistas lideraron el resurgimiento de la hipótesis de la deriva continental y su transformación en tectónica de placas . Las rutas de desplazamiento aparentes polares proporcionaron la primera evidencia geofísica clara de la deriva continental , mientras que las anomalías magnéticas marinas hicieron lo mismo para la expansión del fondo marino . Los datos paleomagnéticos continúan extendiendo la historia de la tectónica de placas en el tiempo, ya que pueden usarse para restringir la posición antigua y el movimiento de continentes y fragmentos continentales ( terrenos ).

El paleomagnetismo se basó en gran medida en los nuevos desarrollos en el magnetismo de rocas , que a su vez ha proporcionado la base para nuevas aplicaciones del magnetismo. Estos incluyen biomagnetismo , tejidos magnéticos (utilizados como indicadores de deformación en rocas y suelos) y magnetismo ambiental .

Historia [ editar ]

Artículo principal: Historia del geomagnetismo

Ya en el siglo XVIII, se notó que las agujas de las brújulas se desviaban cerca de afloramientos fuertemente magnetizados. En 1797, Von Humboldt atribuyó esta magnetización a los rayos (y los rayos a menudo magnetizan las rocas superficiales). [2] [3] En el siglo XIX, los estudios sobre la dirección de magnetización en las rocas mostraron que algunas lavas recientes se magnetizaron paralelas al campo magnético de la Tierra. A principios del siglo XX, el trabajo de David, Brunhes y Mercanton mostró que muchas rocas estaban magnetizadas en forma antiparalela al campo. El geofísico japonés Motonori Matuyama mostró que el campo magnético de la Tierra se invirtió a mediados del Cuaternario , una inversión ahora conocida como la inversión Brunhes-Matuyama . [2]

El físico británico PMS Blackett dio un gran impulso al paleomagnetismo al inventar un magnetómetro estático sensible en 1956. Su intención era probar su teoría de que el campo geomagnético estaba relacionado con la rotación de la Tierra, una teoría que finalmente rechazó; pero el magnetómetro estático se convirtió en la herramienta básica del paleomagnetismo y dio lugar a un resurgimiento de la teoría de la deriva continental . Alfred Wegener propuso por primera vez en 1915 que los continentes se habían unido una vez y desde entonces se habían separado. [4] Aunque presentó una gran cantidad de evidencia circunstancial, su teoría tuvo poca aceptación por dos razones: (1) ningún mecanismo para la deriva continentalse conocía, y (2) no había forma de reconstruir los movimientos de los continentes a lo largo del tiempo. Keith Runcorn [5] y Edward A. Irving [6] construyeron senderos de desplazamiento polar aparente para Europa y América del Norte. Estas curvas divergieron, pero podrían reconciliarse si se asumiera que los continentes habían estado en contacto hasta hace 200 millones de años. Esto proporcionó la primera evidencia geofísica clara de la deriva continental. Luego, en 1963, Morley, Vine y Matthews demostraron que las anomalías magnéticas marinas proporcionaron evidencia de la expansión del fondo marino .

Campos [ editar ]

El paleomagnetismo se estudia en varias escalas:

  • La variación secular geomagnética son los cambios a pequeña escala en la dirección y la intensidad del campo magnético de la Tierra. El polo norte magnéticocambia constantemente en relación con el eje de rotación de la Tierra. El magnetismo es un vector y así variación de campo magnético se estudió mediante mediciones palaeodirectional de declinación magnética y de inclinación magnéticos mediciones y palaeointensity.
Inversiones de la polaridad magnética de la Tierra en los últimos 5 millones de años. Las regiones oscuras representan la polaridad normal (igual que el campo actual); las regiones claras representan la polaridad invertida.
  • La magnetoestratigrafía utiliza elhistorial de inversión de polaridad del campo magnético de la Tierra registrado en las rocas para determinar la edad de esas rocas. Las reversiones se han producido a intervalos irregulares a lo largo de la historia de la Tierra . La edad y el patrón de estas inversiones se conocen a partir del estudio de las zonas de expansión del lecho marino y la datación de rocas volcánicas.

Principios de magnetización remanente [ editar ]

El estudio del paleomagnetismo es posible porque los minerales que contienen hierro , como la magnetita, pueden registrar direcciones pasadas del campo magnético de la Tierra. Las firmas magnéticas en las rocas se pueden registrar mediante varios mecanismos diferentes.

Magnetización termorremanente [ editar ]

Artículo principal: magnetización termorremanente

Los minerales de óxido de hierro y titanio en el basalto y otras rocas ígneas pueden preservar la dirección del campo magnético de la Tierra cuando las rocas se enfrían a través de las temperaturas de Curie de esos minerales. La temperatura de Curie de la magnetita , un óxido de hierro del grupo de la espinela , es de aproximadamente 580 ° C, mientras que la mayoría del basalto y el gabro se cristalizan completamente a temperaturas por debajo de los 900 ° C. Por lo tanto, los granos minerales no se rotan físicamente para alinearse con el campo de la Tierra, sino que pueden registrar la orientación de ese campo. El registro así conservado se llama magnetización termorremanente.(TRM). Debido a que pueden ocurrir reacciones de oxidación complejas cuando las rocas ígneas se enfrían después de la cristalización, las orientaciones del campo magnético de la Tierra no siempre se registran con precisión, ni el registro se mantiene necesariamente. No obstante, el registro se ha conservado lo suficientemente bien en los basaltos de la corteza oceánica como para haber sido fundamental en el desarrollo de las teorías de la expansión del fondo marino relacionadas con la tectónica de placas . La TRM también se puede registrar en hornos de alfarería , hogares y edificios de adobe quemado. La disciplina basada en el estudio de la magnetización termorremanente en materiales arqueológicos se denomina datación arqueomagnética . [7]

Magnetización remanente detrítica [ editar ]

En un proceso completamente diferente, los granos magnéticos en los sedimentos pueden alinearse con el campo magnético durante o poco después de la deposición; esto se conoce como magnetización remanente detrítica (DRM). Si la magnetización se adquiere a medida que se depositan los granos, el resultado es una magnetización remanente detrítica deposicional (dDRM); si se adquiere poco después de la deposición, es una magnetización remanente detrítica posdeposición (pDRM). [8]

Magnetización química remanente [ editar ]

Ver también: magnetización química remanente

En un tercer proceso, los granos magnéticos crecen durante las reacciones químicas y registran la dirección del campo magnético en el momento de su formación. Se dice que el campo se registra mediante magnetización química remanente (CRM). El mineral hematita , otro óxido de hierro , tiene una forma común de magnetización química remanente . La hematita se forma a través de reacciones de oxidación química de otros minerales en la roca, incluida la magnetita . Los lechos rojos , rocas sedimentarias clásticas (como las areniscas ) son rojas debido a la hematita que se formó durante la diagénesis sedimentaria . Las firmas CRM en redbeds pueden ser bastante útiles y son objetivos comunes enestudios de magnetoestratigrafía . [9]

Magnetización remanente isotérmica [ editar ]

Ver también: Remanencia

La remanencia que se adquiere a una temperatura fija se denomina magnetización remanente isotérmica (IRM) . La remanencia de este tipo no es útil para el paleomagnetismo, pero puede adquirirse como resultado de la caída de un rayo. La magnetización remanente inducida por rayos se puede distinguir por su alta intensidad y rápida variación de dirección en escalas de centímetros. [10] [9]

El IRM a menudo se induce en los núcleos de perforación por el campo magnético del barril de núcleo de acero. Este contaminante es generalmente paralelo al barril y la mayor parte se puede eliminar calentando hasta aproximadamente 400 ℃ o desmagnetizando en un pequeño campo alterno.

En el laboratorio, la IRM se induce aplicando campos de diversas intensidades y se utiliza para muchos propósitos en el magnetismo de rocas .

Magnetización viscosa remanente [ editar ]

Artículo principal: magnetización remanente viscosa

La magnetización remanente viscosa es la remanencia que adquieren los materiales ferromagnéticos al sentarse en un campo magnético durante algún tiempo. En las rocas, esta remanencia se alinea típicamente en la dirección del campo geomagnético actual. La fracción de la magnetización total de una roca que es una magnetización remanente viscosa depende de la mineralogía magnética.

Procedimiento paleomagnético [ editar ]

Recolectando muestras en tierra [ editar ]

Las rocas más antiguas del fondo del océano tienen 200 millones de años, muy jóvenes en comparación con las rocas continentales más antiguas, que datan de hace 3.800 millones de años. Con el fin de recopilar datos paleomagnéticos que datan de más de 200 millones de años, los científicos recurren a muestras terrestres que contienen magnetita para reconstruir la orientación del campo antiguo de la Tierra.

Los paleomagnetistas, como muchos geólogos, gravitan hacia afloramientos porque las capas de roca están expuestas. Los cortes de carreteras son una conveniente fuente de afloramientos artificiales.

"Y en todas partes, en abundancia a lo largo de esta media milla de [corte de carretera], hay pequeños agujeros cuidadosamente perforados ... parece ser un Hilton para reyezuelos y martines púrpuras". [11]

Hay dos objetivos principales del muestreo:

  1. Recupere muestras con orientaciones precisas y
  2. Reducir la incertidumbre estadística.

Una forma de lograr el primer objetivo es utilizar un taladro de perforación de roca que tenga una tubería con puntas de diamante. El taladro corta un espacio cilíndrico alrededor de una roca. Esto puede ser complicado: el taladro debe enfriarse con agua y el resultado es que sale lodo del pozo. En este espacio se inserta otro tubo con brújula e inclinómetro adjuntos. Estos proporcionan las orientaciones. Antes de retirar este dispositivo, se raya una marca en la muestra. Después de romper la muestra, la marca se puede aumentar para mayor claridad. [12]

Aplicaciones [ editar ]

La evidencia paleomagnética, tanto de inversiones como de datos de desplazamiento polar, fue fundamental para verificar las teorías de la deriva continental y la tectónica de placas en las décadas de 1960 y 1970. Algunas aplicaciones de la evidencia paleomagnética para reconstruir historias de terrenos han continuado suscitando controversias. La evidencia paleomagnética también se utiliza para restringir las posibles edades de las rocas y los procesos y en las reconstrucciones de las historias de deformación de partes de la corteza. [3]

La magnetoestratigrafía inversa se utiliza a menudo para estimar la edad de los sitios que contienen fósiles y restos de homínidos . [13] Por el contrario, para un fósil de edad conocida, los datos paleomagnéticos pueden fijar la latitud en la que se depositó el fósil. Esta paleolatitud proporciona información sobre el entorno geológico en el momento de la deposición.

Los estudios paleomagnéticos se combinan con métodos geocronológicos para determinar las edades absolutas de las rocas en las que se conserva el registro magnético. Para rocas ígneas como el basalto , los métodos comúnmente utilizados incluyen la geocronología de potasio-argón y argón-argón .

Los científicos de Nueva Zelanda han descubierto que pueden averiguar los cambios pasados ​​del campo magnético de la Tierra mediante el estudio de hornos de vapor de 700 a 800 años, o hangi , utilizados por los maoríes para cocinar alimentos. [14]

Ver también [ editar ]

  • Geofísica  : física de la Tierra y sus alrededores
  • Magnetoquímica  : estudio de las propiedades magnéticas de los compuestos químicos
  • Paleoclimatología  : estudio de los cambios en el clima antiguo
  • Reconstrucción de placas  : proceso de reconstrucción de las posiciones de las placas tectónicas en el pasado geológico.
  • Magnetismo de rocas  : el estudio del magnetismo en rocas

Notas y referencias [ editar ]

  1. ^ W. Jacquelyne, Kious; Robert I., Tilling (2001). "Desarrollando la teoría" . Esta tierra dinámica: la historia de la tectónica de placas (edición en línea versión 1.20) . Washington, DC: Servicio geológico de EE. UU. ISBN 0-16-048220-8. Consultado el 6 de noviembre de 2016 .
  2. ↑ a b Glen, 1982
  3. ^ a b McElhinny y McFadden 2000
  4. ^ Glen, William (1982). El camino a Jaramillo: años críticos de la revolución en las ciencias de la tierra . Prensa de la Universidad de Stanford . págs.  4-5 . ISBN 0-8047-1119-4.
  5. ^ Runcorn, SK (1956). "Comparaciones paleomagnéticas entre Europa y América del Norte". Proc. Geol. Assoc. Canadá . 8 : 77–85.
  6. ^ Irving, E. (1956). "Aspectos paleomagnéticos y paleoclimatológicos de la deambulación polar". Geofis. Pura. Apl . 33 (1): 23–41. Código bibliográfico : 1956GeoPA..33 ... 23I . doi : 10.1007 / BF02629944 . S2CID 129781412 . 
  7. ^ Herries, AIRE; Adams, JW; Kuykendall, KL; Shaw, J. (2006). "Espeleología y cronología magnetobioestratigráfica de la localidad GD 2 de los depósitos paleocavas portadores de homínidos de Gondolin, Provincia del Noroeste, Sudáfrica". Revista de evolución humana . 51 (6): 617–31. doi : 10.1016 / j.jhevol.2006.07.007 . PMID 16949648 . 
  8. ^ "Magnetización remanente detrítica (DRM)" . MagWiki: una wiki magnética para científicos de la tierra . Consultado el 11 de noviembre de 2011 .
  9. ↑ a b Tauxe, Lisa (24 de mayo de 2016). "Magnetización química remanente" . Fundamentos del paleomagnetismo: Web Edition 3.0 . Consultado el 18 de septiembre de 2017 .
  10. ^ Dunlop y Özdemir 1997
  11. ^ McPhee 1998 , págs. 21-22
  12. ^ Tauxe 1998
  13. ^ Herries, AIRE; Kovacheva, M .; Kostadinova, M .; Shaw, J. (2007). "Datos arqueo-direccionales y de intensidad de estructuras quemadas en el sitio tracio de Halka Bunar (Bulgaria): El efecto de la mineralogía magnética, la temperatura y la atmósfera de calentamiento en la antigüedad". Física de la Tierra e Interiores Planetarios . 162 (3–4): 199–216. Código bibliográfico : 2007PEPI..162..199H . doi : 10.1016 / j.pepi.2007.04.006 .
  14. ^ Amos, Jonathan (7 de diciembre de 2012). "Las piedras maoríes contienen pistas magnéticas" . BBC News . Consultado el 7 de diciembre de 2012 .

Lectura adicional [ editar ]

  • Mayordomo, Robert F. (1992). Paleomagnetismo: dominios magnéticos a terrenos geológicos . Blackwell . ISBN 0-86542-070-X. Archivado desde el original el 18 de febrero de 1999.
  • Dunlop, David J .; Özdemir, Özden (1997). Magnetismo del rock: fundamentos y fronteras . Universidad de Cambridge. Presione . ISBN 0-521-32514-5.
  • Glen, William (1982). El camino a Jaramillo: años críticos de la revolución en las ciencias de la tierra . Prensa de la Universidad de Stanford . ISBN 0-8047-1119-4.
  • McElhinny, Michael W .; McFadden, Phillip L. (2000). Paleomagnetismo: continentes y océanos . Prensa académica . ISBN 0-12-483355-1.
  • McPhee, John (1998). Anales del mundo anterior . Farrar, Straus y Giroux . ISBN 0-374-10520-0.
  • Tauxe, Lisa (2010). Fundamentos del paleomagnetismo . Prensa de la Universidad de California . ISBN 978-0-520-26031-3.
  • Tauxe, Lisa (1998). Principios y práctica paleomagnéticos . Kluwer . ISBN 0-7923-5258-0.

Enlaces externos [ editar ]

  • Material de referencia sobre geomagnetismo y paleomagnetismo
  • Datos paleomagnéticos de NGDC / WDC Boulder
  • El gran imán, la tierra
  • Base de datos paleomagnética en el Instituto Scripps de Oceanografía (MagIC)