Come misurare il movimento nella tettonica a zolle

Le placche litosferiche sono le sezioni della crosta terrestre e del mantello superiore che si muovono - molto lentamente - sopra il mantello inferiore sottostante. Gli scienziati sanno che queste piastre si muovono da due diverse linee di evidenza - geodetica e geologica - che consentono loro di risalire ai loro movimenti nel tempo geologico.

La geodesia, la scienza della misurazione della forma e delle posizioni della Terra su di essa, consente di misurare direttamente il movimento della placca GPS, il sistema di posizionamento globale. Questa rete di satelliti è più stabile della superficie terrestre, quindi quando un intero continente si sposta da qualche centimetro di qualche centimetro all'anno, il GPS può dirlo. Più a lungo queste informazioni vengono registrate, più accurate diventano e, in gran parte del mondo, i numeri sono già abbastanza precisi.

Un'altra cosa che il GPS può mostrare sono i movimenti tettonici entro piatti. Un presupposto dietro

Tre diversi metodi geologici aiutano a determinare le traiettorie delle piastre: paleomagnetiche, geometriche e sismiche. Il metodo paleomagnetico si basa sul campo magnetico terrestre.

In ogni eruzione vulcanica, i minerali contenenti ferro (principalmente la magnetite) vengono magnetizzati dal campo prevalente mentre si raffreddano. La direzione in cui sono magnetizzati indica il polo magnetico più vicino. Poiché la litosfera oceanica si forma continuamente dal vulcanismo a diffusione delle creste, l'intera piastra oceanica reca una firma magnetica coerente. Quando il campo magnetico terrestre inverte la direzione, come accade per ragioni non completamente comprese, la nuova roccia assume la firma invertita. Quindi la maggior parte del fondale marino presenta uno schema a strisce di magnetizzazioni come se fosse un pezzo di carta che emerge da un apparecchio fax (solo che è simmetrico attraverso il centro di diffusione). Le differenze nella magnetizzazione sono lievi, ma i magnetometri sensibili su navi e aerei possono rilevarle.

L'inversione del campo magnetico più recente risale a 781.000 anni fa, pertanto la mappatura di tale inversione offre agli scienziati una buona idea dei movimenti della placca nel più recente passato geologico.

Il metodo geometrico offre agli scienziati la direzione di diffusione per andare con la velocità di diffusione. Si basa sugli errori di trasformazione lungo il creste oceaniche. Se guardi una cresta che si allarga su una mappa, ha una scala di segmenti di angoli perpendicolari. Se i segmenti di diffusione sono i gradini, le trasformazioni sono i riser che li collegano. Misurate con cura, queste trasformazioni rivelano le direzioni di diffusione. Con le velocità e le direzioni della piastra, hai velocità che possono essere collegate alle equazioni. Queste velocità corrispondono perfettamente alle misurazioni GPS.

I metodi sismici usano il meccanismi focali di terremoti per rilevare l'orientamento dei guasti. Sebbene siano meno accurati della mappatura e della geometria paleomagnetica, questi metodi sono utili per misurare i movimenti della piastra in parti del globo che non sono ben mappati e hanno meno stazioni GPS.

Gli scienziati possono estendere le misurazioni nel passato geologico in diversi modi. Il più semplice è estendere le mappe paleomagnetiche delle placche oceaniche dai centri di diffusione. Le mappe magnetiche del fondale marino si traducono precisamente in mappe dell'età. Queste mappe rivelano anche come le piastre cambiassero velocità mentre le collisioni le spingevano in riarrangiamenti.

Sfortunatamente, il fondale marino è relativamente giovane, non più vecchio di circa 200 milioni di anni, perché alla fine scompare sotto altre lastre per subduzione. Mentre gli scienziati guardano più in profondità nel passato, devono fare sempre più affidamento sul paleomagnetismo nelle rocce continentali. Mentre i movimenti delle placche hanno ruotato i continenti, le antiche rocce si sono girate con loro e dove un tempo i loro minerali indicavano il nord, ora indicano da qualche altra parte, verso "poli apparenti". Quando tracciate questi apparenti poli su una mappa, sembrano allontanarsi dal nord vero mentre le età della roccia ritornano tempo. In effetti, il "nord" non cambia (di solito) e i paleopoli erranti raccontano una storia di continenti erranti.

Insieme, i metodi sopra elencati consentono la produzione di una linea temporale integrata del movimento delle placche litosferiche, un diario di viaggio tettonico che conduce agevolmente al presente.