Paleomagnetisme

Registre dels canvis de polaridad magnètica en les roques del fondo oceànic en expansió. Note's la simetria a cada costat de la dorsal.

El paleomagnetisme és la disciplina que, emmarcada dins del geomagnetismo, s'encarrega de l'estudi del camp magnètic de la Terra (o de qualsevol atre cos planetari) en el passat. El fet de que es puga estudiar el passat d'un camp potencial, es deu a que el camp geomagnètic al contrari d'atres camps, com el gravitatorio, pot quedar gravat en les rocas a través de varis processos físic-químics. L'estudi d'este procés ha permés una millor comprensió dels mecanismes de generació del camp geomagnètic d'orige intern i les seues característiques, aixina com de la història de la Terra.

Entre els possibles mecanismes d'adquisició de remanencia magnètica, la més característica és la remanencia tèrmica o termorremanencia (TRM). Quan un material està somés a altes temperatures per damunt del punt de Curie, els minerals ferromagnéticos continguts en el material canvien el seu estat magnètic, passant a ser súperparamagnéticos (mentres que els minerals antiferromagnéticos, no). En este estat, un camp magnètic chicotet (com lo és el c.m.t., l'intensitat màxima del qual no alcança les 60 microT) és capaç d'orientar els moments magnètics atòmics dels minerals en concordancia direccional massiva. Quan el material es gela per baix de la temperatura de bloqueig (que depén del tamany de gra) la imanación induïda es bloqueja, adquirint el material una magnetisació característica de causes tèrmiques (per termorremanencia). Esta remanencia és molt estable i només desapareix quan es calfa novament el material a temperatures majors que la de Curie o se li aplica un camp magnètic particularment intens.

Entre els més importants descobriments gràcies al paleomagnetisme podem citar el moviment de les plaques tectónicas de la Terra (deriva continental).

El fet de que en alguns llocs existixquen estructures geològiques a on la imanación registrada està orientada cap al pol sur geogràfic, indica que el camp magnètic de la Terra sofrix periòdiques inversions. En 3,6 millons d'anys hi ha hagut 9 inversions de la posició dels pols magnètics. El ritme d'inversions magnètiques és caòtic, ya que no es rig per cap llei física. Estes inversions solen completar-se en varis mils d'anys; sent les seues causes completament desconegudes. En el procés d'inversió ademés de disminuir l'intensitat magnètica, hi ha una coincidència en canvis climàtics d'escala global.

Les anomalies magnètiques són les alteracions en els valors de l'intensitat del camp magnètic terrestre, producte del magnetisme propi d'algunes roques que es troben en la corfa terrestre.

Història

Ya en el XVIII, es va observar que les agulles de les brúixoles es desviaven prop d'afloraments altament magnetizados. En 1797, Von Humboldt va atribuir esta magnetisació als rajos (i els rajos a sovint magnetizan les roques superficials). En el XIX, els estudis de la direcció de la magnetisació de les roques varen mostrar que algunes lava recents es magnetizaron en paralel al camp magnètic de la Terra. A principis de el XX, el treball de David, Branches i Mercanton va mostrar que moltes roques estaven magnetizadas en forma antiparalela al camp. El geofísico japonés Motonori Matuyama va demostrar a fins de la década de 1920 que el camp magnètic de la Terra va canviar a mitan del Cuaternario, un canvi que ara es coneix com l'inversió de Branches-Matuyama.

El físic britànic P.M.S. Blackett va donar un impuls significatiu al desenroll del paleomagnetisme en inventar el magnetómetro astático sensible en 1956. La seua intenció era provar la seua teoria de que el camp geomagnètic està relacionat en la rotació de la Terra, teoria que finalment va rebujar; pero el magnetómetro astático es va convertir en la ferramenta principal per al paleomagnetisme i va conduir a un resorgiment de la teoria de la deriva continental. Alfred Wegener va sugerir per primera volta en 1915 que els continents una volta es varen unir i després es varen separar. Encara que va proporcionar molta evidència circunstancial, la seua teoria no va ser ben rebuda per dos raons: (1) no es coneixia el mecanisme de la deriva continental i (2) no hi havia forma de reconstruir els moviments dels continents a lo llarc del temps. Keith Runcorn i Edward A. Irving varen construir aparents rutes errantes polars per a Europa i Amèrica del Nort. Estes curves varen divergir, pero podrien reconciliar-se, assumint que els continents es varen tocar abans de fa 200 millons d'anys. Açò va proporcionar la primera evidència geofísica clara de la deriva continental. Després, en 1963, Morley, Vaig vindre i Matthews varen demostrar que les anomalies magnètiques marines eren indicatives de l'expansió del llit marí.

Campos

El paleomagnetisme s'estudia a vàries escales:

• Les oscilacions seculars geomagnètiques són canvis a chicoteta escala en la direcció i la força del camp magnètic de la Terra. El pol nort del camp magnètic es desplaça constantment en relació en l'eix de rotació de la Terra. El magnetisme és vectorial, per lo que el canvi en el camp magnètic s'estudia utilisant mides paleodireccionales de declinació magnètica i inclinament magnètic, aixina com medides de paleointensidad.
• La magnetoestratigrafía utilisa l'història de l'inversió del camp magnètic de la Terra registrada en les roques per a determinar l'edat d'eixes roques. S'han produït reversiones a intervals irregulars a lo llarc de l'història de la Terra. L'edat i la naturalea d'estes inversions es coneixen a partir de l'estudi de les zones d'expansió del fondo marí i la datació de roques volcàniques.