Como rexistran os patróns magnéticos os desprazamentos das placas
Pensa no fondo oceánico como un "arquivo" xigante que conserva as pegadas do tempo. Non en forma escrita, senón en patróns magnéticos incrustados nas rochas. Estes patróns (liñas magnéticas simétricas no fondo mariño) convertéronse nunha das probas máis sólidas de que as placas tectónicas realmente se moven. A través destes rexistros magnéticos, os científicos poden rastrexar cando se formou a codia oceánica, a rapidez coa que se produciu a expansión do fondo oceánico e como se desprazaron as placas da Terra durante millóns de anos.
O magnetismo terrestre e a "brúxula" natural nas rochas
A Terra ten un campo magnético global que se asemella a un imán de barra xigante. As liñas de forza magnéticas emerxen preto do polo sur magnético e entran preto do polo norte magnético. Este campo magnético non é fixo: a súa intensidade pode cambiar, as posicións dos polos magnéticos poden desprazarse e, o máis importante para esta discusión, ás veces inverte a dirección (unha inversión xeomagnética). Cando se produce unha inversión, a dirección do campo magnético da Terra cambia 180 graos: unha brúxula que apuntaba ao "norte" agora apunta ao "sur" (no sentido magnético).
Entón, que ten que ver isto coas rochas? Moitas rochas, especialmente as derivadas do magma, conteñen minerais magnéticos como a magnetita (Fe₃O₄). Cando o magma arrefría e se converte en rocha ígnea, os minerais magnéticos que contén "bloquean" a dirección do campo magnético terrestre tras a solidificación. Este proceso chámase magnetización remanente. Noutras palabras, as rochas ígneas formadas nun momento específico poden actuar como rexistradores de datos: almacenan a dirección do campo magnético terrestre no momento en que naceron.
Dorsal mesooceánica: unha nova fábrica de codia
A clave para o rexistro magnético do movemento das placas é a dorsal mesooceánica. Trátase dunha serie de montañas submarinas que se forman nos límites de placas diverxentes, onde dúas placas se separan. A medida que as placas se separan, o magma do manto ascende para encher o oco e logo solidifica formando nova codia oceánica. Este proceso continuo chámase expansión do fondo oceánico.
Debido a que se forma constantemente nova codia nas dorsais oceánicas, o fondo oceánico é esencialmente como unha cinta transportadora: a máis nova está xusto no medio (na dorsal) e logo envellece a medida que se afasta cara á esquerda e á dereita. Cada "capa" de codia formada nun momento dado rexistra a dirección do campo magnético terrestre nese momento. Se o campo magnético é normal durante ese período, as rochas magnetizaranse na dirección normal; se é un período de inversión, as rochas magnetizaranse na dirección inversa.
Bandas magnéticas simétricas: pegadas dixitais de expansión
Cando os científicos mapearon anomalías magnéticas no fondo oceánico empregando magnetómetros remolcados, descubriron un patrón sorprendente: bandas de anomalías magnéticas que discorren paralelas ás dorsais oceánicas e están dispostas simetricamente a ambos os dous lados. Estas bandas alternaban entre orientacións "normais" e "invertidas".
Por que se produce o patrón de bandas? Porque a codia oceánica está en formación constante, mentres que o campo magnético terrestre ás veces é normal e ás veces invertido. Imaxina pintar liñas nunha cinta transportadora: cando se aplica pintura negra, fórmase unha banda; cando se aplica pintura branca, fórmase outra banda; e así sucesivamente. No fondo oceánico, esa "pintura" é a polaridade do campo magnético. Cando o magma solidifica nas dorsais oceánicas, rexistra a polaridade actual e logo é arrastrado a medida que as placas se moven. Debido a que a propagación ocorre en ambas direccións cun equilibrio relativo, o mesmo patrón de bandas aparece en ambos os dous lados da dorsal, creando unha simetría moi distintiva.
Este patrón simétrico é unha forte evidencia de que o fondo oceánico está en movemento e en constante renovación. Tamén responde á antiga pregunta: onde vai a antiga codia oceánica? A resposta: finalmente subdúcese baixo outras placas nas zonas de subdución e recíclase de novo no manto.
Calendario magnético: convertendo patróns en tempo
Os patróns magnéticos non só indican que as placas se están movendo, senón que tamén permiten a súa datación. Os científicos construíron unha escala de tempo de polaridade xeomagnética baseada en datos de lava terrestre que se pode datar mediante métodos radiométricos (por exemplo, potasio-argón ou argón-argón). Esta escala enumera todos os períodos de polaridade normal e invertida nos últimos millóns de anos.
Cando se comparan os patróns de bandas magnéticas no fondo mariño coa escala de tempo de inversión global, cada banda pode "corresponderse" a un intervalo de tempo específico. É coma correlacionar un código de barras: a mesma secuencia de bandas indica a mesma secuencia temporal. Así, os científicos poden determinar a idade da codia oceánica nun lugar específico simplemente a partir do seu patrón magnético.
Medición da velocidade do desprazamento das placas
Unha vez coñecida a idade da codia, o seguinte paso é medir a velocidade á que se moven as placas. O método é sinxelo en concepto:
1. Mide a distancia dunha cinta magnética desde o eixe da dorsal oceánica (onde se forma a codia).
2. Determina a idade da cinta a partir da escala de inversión magnética.
3. Velocidade de expansión = distancia / tempo.
Por exemplo, se unha banda formada hai 5 millóns de anos está a 100 km da dorsal, entón a taxa de expansión nun lado é de 100 km / 5 millóns de anos = 20 km por millón de anos, ou 2 cm por ano. Dado que a expansión ocorre en ambos os lados, a taxa total de separación entre as dúas placas pode ser o dobre (dependendo da definición utilizada).
Usando este método, os investigadores descubriron que a taxa de movemento das placas varía: algunhas son só uns poucos milímetros por ano, outras son de varios centímetros por ano, comparable á velocidade á que crecen as uñas humanas.
Reconstrución do movemento das placas no pasado
Os patróns magnéticos tamén axudan a reconstruír a historia da apertura dos océanos e da deriva continental. A medida que o Atlántico comezou a abrirse, creouse nova codia oceánica na dorsal mesoatlántica. As bandas magnéticas conservadas no fondo do Atlántico rexistran agora como África e América se foron separando gradualmente. Ao correlacionar as idades das bandas, a posición da dorsal e a xeometría das placas, os científicos poden rebobinar a "película" tectónica cara atrás: estimando as posicións dos continentes hai millóns de anos.
Ademais, os cambios na dirección das cristas ou as irregularidades nos patróns de bandas poden proporcionar pistas sobre cambios nas forzas tectónicas, cambios no movemento das placas ou eventos como os saltos das cristas. Polo tanto, o rexistro magnético non se trata só da velocidade, senón tamén de como cambia a dinámica dun sistema tectónico co tempo.
Por que é tan forte esta evidencia?
Antes do descubrimento dos patróns magnéticos dos fondos mariños, a idea da deriva continental (proposta por Alfred Wegener) foi amplamente descartada porque non existía ningún mecanismo nin probas sólidas que explicasen como se podían mover os continentes. Os mapas de bandas magnéticas simétricas proporcionaron probas cuantitativas e globais: o mesmo patrón atopouse en moitos océanos, o que é consistente coas inversións do campo magnético terrestre tamén rexistradas nas rochas terrestres e compatible co concepto de nova codia que nace nas dorsais oceánicas e se perde nas zonas de subdución.
Esta evidencia tamén é medible. Non só "ves" que algo encaixa; podes calcular a súa idade e a súa velocidade de movemento. Isto é o que converteu o paleomagnetismo do fondo mariño nun fito clave no nacemento da teoría moderna da tectónica de placas a mediados do século XX.
Peche
Os patróns magnéticos no fondo oceánico son un rexistro da historia da Terra preservado na rocha. Cada banda de anomalías magnéticas rexistra a dirección do campo magnético mentres se formaba a codia e, debido a que a codia oceánica se afasta das dorsais oceánicas, os patróns están ordenados e son simétricos. Ao comparalos coa escala das inversións magnéticas, os científicos poden determinar a idade da codia, calcular a taxa de expansión e reconstruír o movemento das placas durante millóns de anos. A partir destas "raias" invisibles, lemos o desprazamento das placas, unha evidencia de que a superficie da Terra é un sistema vivo, en movemento e en constante cambio.
Se o desexa, podo engadir unha ilustración do concepto de cinta magnética (un diagrama sinxelo) ou adaptar este artigo a un estilo popular (máis lixeiro) ou científico (máis técnico) segundo sexa necesario.
