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Miguel Ángel García
Magnetismo terrestre
MAGNETISMO TERRESTRE. PALEOMAGNETISMO

Origen del campo geomagnético → modelo de la dinamo autoinducida
El campo magnético se genera por rotación diferencial entre el núcleo int. (sólido), que actúa como inductor, y el cj. manto-corteza (sólidos), que actuaría como inducido, gracias al núcleo ext., fluido.
Las turbulencias helicoidales del núcleo ext. (células convectivas con v=0,01 cm/s) generan corrientes eléctricas, y éstas, campos magnéticos. que dan como resultado el dipolo terrestre.

Campo magnético terrestre Int. o principal Regular → dipolar (> 90 %)
Irregular = residual → no dipolar (<10%)
Ext. o transitorio Originado en la atmósfera
 
El campo dipolar está inclinado 11º30´ respecto al eje de rotación. El campo residual es el responsable de la no coincidencia del Pm y Pg.
Hay dos puntos en los que las líneas de fuerza son verticales: son los polos magnéticos (≠ de los polos geog.), donde la aguja de la brújula con eje horizontal queda vertical.
En el ecuador, las líneas de fuerza son horizontales: la aguja de la brújula con eje horizontal. queda horizontal.
Parámetros del campo magnético terrestre:

F → vector de campo magnético
H → componente horizontal
Z → componente vertical
D → declinación magnética
→ inclinación magnética


Unidades magnéticas:
    - Tesla (T) (SI)
    - Gauss (G) (cgs)
      [1 T = 10 G. Submúltiplos: nanotesla (nT) = γ (gamma)]
    - Oersted → fuerza de 1 dina ejercida sobre un polo magnético unidad (→ es el que repele a otro polo idéntico a una distancia de 1 cm con la fuerza de 1 dina).
      1 gamma = 10 oersted.

Anomalías magnéticas
→ Irregularidades que presentan la intensidad y dirección del campo magnético.
Con las curvas isoanómalas magnéticas se elaboran mapas magnéticos.
Causas:
- Yacimiento minerales con elemementos ferromagnéticos: magnetita, Fe3O4 = FeO·Fe2O3; pirrotina, Fe6S7,...
- Rocas paramagnéticas, ya que tienen abundantes silicatos ferromagnésicos, con minerales susceptibles de imanación inducida (gabros, basaltos, lamprófidos,...).
- Fallas en rocas volcánicas recientes.
- Procesos externos: manchas solares, cambios en la presión atmósférica,...

PALEOMAGNETISMO. VARIACIÓN SECULAR DEL CAMPO MAGNÉTICO

Algunas rocas poseen:
- una imanación inducida por el campo magnético actual, y
- un magnetismo remanente = paleomagnetismo, “fosilizado” durante su formación.

El magma (ricas en Fe) origina rocas básicas: gabros, basaltos,..., que hoy contienen sus minerales magnéticos orientados en la dirección del campo magnético que existía en el momento en que dichas rocas se formaron → paleomagnetismo.

 

Tb. tenen magnetismo remante (aunque menos) algunas rocas endógenas ácidas: granitos, riolitas,..., y algunas rocas sedimentarias (areniscas ferruginosas):
   - En rocas ígneas → magnetismo remanente térmico.
   - En rocas sedimentarias → magnetismo remanente deposicional.
Son poco o nada magnéticas las sedimentarias: calizas, arcillas,...

Los minerales pueden ser:
- Ferromagnéticos → las partículas magnéticas se alinean en la misma dirección
- Ferrimagnéticos → las partículas magnéticas se orientan en direcciones opuestas; queda un magnetismo remanente.
- Paramagnéticos → las partículas magnéticas se orientan al azar.

Cuando un mineral ferromagnético (óxidos de Fe: magnetita, hematites, limonita,...; sulfuros de Fe: pirita, pirrotina,...) se calienta por encima del punto de Curie, el alineamiento común a todos los imanes atómicos se destruye y se torna paramagnético. El punto de Curie disminuye con la P → las rocas que están a más de 20 km no conservan sus prop. magnéticas.

Variaciones seculares:
   - Deriva polar
   - Inversión del campo magnético terrestre

DERIVA POLAR

Midiendo rocas de diversas edades de un mismo contienente nos indica que los polos magnéticos han variado a lo largo del tiempo, esto es, que el polo magnético promedio (y, por consiguiente, el eje de rotación) se sitúa en distintas posiciones para diversas épocas, dándonos una curva de migración polar.
Por otro lado, muestras de rocas de la misma época, tomadas en distintos continentes, dan direcciones que permiten fijar la posición promedio de los polos magnéticos en dicha época. Continentes distintos nos dan curvas de migración polar diferentes.

En resumen, en los últimos 500 m.a. los polos magnéticos se han movido, describiendo unas curvas de migración polar, que resultaron diferentes de un continente a otro.

Las curvas de migración polar de Norteamérica y Europa son parecidas, pero no coinciden: la 1ª se sitúa al W de la de Europa. No podía admitirse la existencia de dos polos magéticos independientes (lo que exigiría tb. dos ejes de rotación simultáneos), así que la única solución era ajustar la posición de los continentes hasta que las partículas magnéticas apuntasen, en una misma época, al mismo polo magnético. Esto se consigue al juntar ambos continentes, lo cual es otra prueba de la deriva continental.


INVERSIONES DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

Al realizar perfiles paleomagnéticos a través de las dorsales, se vio que existían variaciones magnéticas ordenadas, en las que el campo magnético alcazaba valores alternativamente más altos (anomalías +) y más bajos (anomalías -) que el promedio.

Desde 1950 se ha comprobado que el campo magnético terrestre experimenta a lo largo del tiempo cambios de polaridad, de tal manera que durante periodos irregulares y alternativos de tiempo, el polo N mag. y el polo S mag. se intercambian → inversión del campo magnético terrestre. El paso de “normal” a “invertido” es brusco (en unos miles de años), permaneciendo en el nuevo estado 0.1-50 m.a. Los basaltos retienen la polaridad que había en el momento de su formación.

Los perfiles paleomagnéticos se interpretaron de la sig. manera:
Cuando la polaridad “fosilizada” coincide con la actual, ambas se suman → anomalía + (polaridad normal)
Cuando la polaridad “fosilizada” es contraria a la actual, ambas se restan → anomalía - (polaridad inversa)

Las bandas de rocas magnetizadas se repiten simétricamentea uno y otro lado de la dorsal → hay los mismos tipos de rocas y a distancias iguales a uno y otro lado de la dorsal. Los perfiles geomagnéticos de un lado de la dorsal dan una gráfica que la imagen especular de los obtenidos en el otro lado del rift.

Para explicar esta simetría, VINE y MATTHEWS propusieron (1963) que el fondo oceánico se desplazaba a un lado y otro de las dorsales por inyección cte. de material lávico procedente de la astenosfera a través del rift. Al salir la lava por la dorsal, los basaltos “fosilizan” la polaridad magnética existente en esa época en dos bandas más o menos simétricas del rift, que se van separando, para dar paso con el tiempo a otro par de bandas simétricas de otra polaridad, y así sucesivamente.

Así, las bandas simétricas de inversiones de la polaridad son la mejor prueba de la expansión del fondo oceánico: la inyección de lavas por el rift provoca el desplazamiento del fondo oceánico a uno y otro lado de la dorsal, formándose al mismo tiempo las bandas simétricas de polaridad mag. “normal” e “invertida”. Las rocas de las bandas magnéticas son más antiguas a medida que nos alejamos de la dorsal; además, estas edades tb. son “simétricas” a la dorsal.

En los últimos 76 m.a. se han identificado 171 inversiones de la polaridad, con una duración promedio de cerca de 0.5 m.a.
Actualmente, se cree que estamos en una época de inversión de la polaridad (está disminuyendo el valor de la intensidad de campo); la polaridad “normal” actual dura ya cerca de 700.000 años.

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