DINÀMICA CORTICAL (2)
2 Estudi dels fons oceànics i la teoria de l'expansió oceànica
L'exploració dels fons oceànics i la utilització d'una sèrie de mètodes de prospecció geofísica va canviar durant la dècada dels 50-60 el nostre coneixement sobre l'interior del planeta. Aquestes campanyes oceanogràfiques tingueren tres objectius fonamentals:
L'exploració dels fons oceànics i la utilització d'una sèrie de mètodes de prospecció geofísica va canviar durant la dècada dels 50-60 el nostre coneixement sobre els fons oceànics: lluny de ser extenses planures plenes de sediments, els fons oceànics mostraven un relleu molt peculiar:
Fig.6: Mapes dels fons oceànics
Com es va descobrir el relleu submarí ?
L'ecosonda o sonar és una tècnica que es basa en l'emisió d'una ona sonora des d'un vaixell. Aquesta, en arribar al fons, es reflecteix i torna novament al vaixell. El temps que tarda l'ona en fer el viatge d'anada i tornada ens permet calcular la profunditat a que es troba el fons oceànic. La propagació de les ones de so en el medi aquàtic és de 1500 m/s. Així doncs, la profunditat serà 1/2 x 1500 m/s x temps transcorregut)
Fig. 2. Funcionament de l'ecosonda
2- Estudis de l'escorça oceànica mitjançant nombroses perforacions i sondejos que han permés conéixer amb precisió i detall l'escorça oceànica. Entre les dades aportades hi ha dos de molt importants: l'edat de les roques del fons oceànic augmenten progressivament a mesura que ens allunyem de les dorsals i cap roca oceànica té una edat major de 200 milions d'anys, mentre que les roques trobades als continents, tenen edat molt més antigues, arribant fins a 4000 ma
Fig. 7: Datació de les roques del fons oceànic
3- Estudi d'observació in situ amb mini-submarins de diferents zones de l'interior marí , fonamentalment les crestes oceàniques on va poder-se constatar la seua activitat volcànica (laves en forma de coixí, com a la fotografia)i es van recollir nombroses mostres de roques.
Fig. 8: Laves del fons oceànic
A principi dels ‘60, Harry Hess , geòleg de la universitat de Princenton va reunir totes les dades sobre els fons oceànics i va emetre la hipòtesi de l'expansió del fons oceànic. En 1962, publicà l’article "History of Ocean Basins," una de les contribucions més important per al desenvolupament posterior de la teoria de tectònica de plaques.
Fig. 10: Harry Hess
Segons Hess, roca en estat fos (magma) ascén a la superfície de la terra al llarg de les fissures existents al bell mig dels oceans. Aquesta aportació de nous materials suposaria una expansió de tota la Terra; tanmateix el nostre planeta no ha augmentant significativament el seu volum. Ha d'haver, doncs, altres zones on es destruisca una quantitat semblant de material: les fosses oceàniques. El fons oceànic es mouria com una cinta transportadora des del rift fins a les fosses, tot renovant-se contínuament.
El concepte de Hess d’un fons oceànic en moviment explicava algunes qüestions encara sense resposta: si els oceans existien des de fa 4000 m.a. per què havia una quantitat de sediments tan reduïda en els fons oceànics? Hess raonava que aquests sediments haurien estat acumulant-se durant uns 300 m.a. com a màxim. Aquest és el temps que necessita el fons oceànic per desplaçar-se des de les zones de dorsals fins a les fosses oceàniques. Aquest reciclatge també explicava perquè els fòssils més antics trobats al fons oceànics no tenien més de 180 m.a., tot i que els fòssils marins trobats als estrats trobats als continents podien ser notablement més antics
El més important de l’aportació de Hess era la resolució de la qüestió dels moviment de les masses continentals que no va poder explicar Wegener. Hess va anomenar a les seues idees geopoesia. Encara faria falta l’aparició de noves proves per poder demostrar de forma definitiva la seua teoria.
Un altre tipus d'estudi va ser el relatiu al paleomagnetisme enregistrat a les roques: Les laves volcàniques (i algunes roques sedimentàries com els gresos vermells) contenen minerals de ferro els quals, en solidificar, resten orientats permanentment en la direcció del camp magnètic terrestre, tot actuant com a una bruíxola fòssil que fixa la direcció del camp magnètic al moment de la formació de la roca.
A l'inici dels 50 s'havien trobat moltes roques magmàtiques en què l'orientació dels seus minerals magnètics canviava de sobte del pol nord vers el pol sud i viceversa. Es podia pensar que aquesta podia ser una característica pròpia de la roca però el fet de què totes les roques d'una determinada edat situades en diferents zones del món presentaren una mateixa direcció de magnetització es podia explicar amb gran senzillesa mitjançant una proposta sorprenent: l'existencia d'inversions succesives del camp magnètic terrestre. Aquests canvis de polaritat s'han produït en períodes geològics relativament curts: J.R. Heirtzler va comprovar que als darrers 76 m.a. s'havia produït 171 vegades la inversió del camp magnètic en períodes que oscil·laven entre 50.000 i 5 m.a. (La freqüència més normal era entre 420.000 i 480.000 anys)
El 1965 Frederick Vine i Drummond Mathews proposaren la següent hipòtesi: "Si es produeix una ascensió de magma que es diposita als costats de les dorsals, aquests dipòsits simètrics solidificaran amb la mateixa direcció magnètica. De manera que cada vegada que s'hagués produït una inversió magnètic, quedaria enregistrada als dos costats de la dorsal. Per tant, a cada inversió del camp magnètic hauria de correspondre una franja amb la mateixa imantació en un costat i altre de la dorsal. Per altra banda, l'extensió d'aquestes bandes simètriques hauria d'ésser proporcional al temps transcorregut entre dues inversions".
Fig:11: Paleomagnetisme de les roques de la dorsal
Posteriorment es van cartografiar les anomalies magnètiques de les dorsals oceàniques i es va confirmar l'existència de bandes paral·leles als dos costats de les dorsals amb direcció de magnetització alternativament normal i invertida, i que eren a més simètriques a la dorsal. Per altra banda, estudis sísmics confirmaren el fet de la destrucció de litosfera a les zones de fossa oceànica (parlarem més endavant dels plans de Benioff). Aquests fets feien que la hipòtesi de Hess esdevingués una realitat. S'ha estudiat, a més, el ritme d'expansió de cadascun dels oceans: 2 cm / any , l'Atlàntic nord i 9 cm / any , el Pacífic.
A l'interior de les crestes oceàniques hi ha una contínua injeció de lava que en solidificar-se deixava marcat el seu camp geomagnètic. Les inversions periòdiques del camp magnètic produïen canvis al "signe" dels basalts. Una eixida posterior del basalts obligava el basalt situat anteriorment a separar-se lateralment de les dorsals. Aquest mecanisme semblant a una cinta transportadora explicava la formació de l'escorça oceànica, l'edat creixent de les roques respecte a la seua distància de la dorsal, l'aparició de bandes paral·leles de magnetització alternativament normal i inversa i també la deriva continental encara que d'un forma diferent a la que va pensar Wegener.
ACTIVITATS CLIC
DESCARREGAR EL PROGRAMA des de la web
http://www.xtec.es/recursos/clic/cat/rec/clicrt.htm
ACTIVITAT TECTÒNICA DE PLAQUES
