Magnetoestratigrafía
La magnetoestratigrafía es una técnica de correlación geofísica utilizada para datar secuencias sedimentarias y volcánicas . El método funciona mediante la recolección de muestras orientadas a intervalos medidos a lo largo de la sección. Las muestras se analizan para determinar su magnetización remanente característica (ChRM), es decir, la polaridad del campo magnético de la Tierra en el momento en que se depositó un estrato . Esto es posible porque los flujos volcánicos adquieren una magnetización termoremanente y los sedimentos adquieren una magnetización remanente deposicional , las cuales reflejan la dirección del campo magnético de la Tierra en el momento de la formación. Esta técnica se utiliza típicamente para datar secuencias que generalmente carecen de fósiles o rocas ígneas intercaladas. Es particularmente útil en la correlación de alta resolución de la estratigrafía marina profunda donde permitió la validación de la hipótesis de Vine-Matthews-Morley relacionada con la teoría de la tectónica de placas .
Técnica
Cuando las propiedades magnéticas mensurables de las rocas varían estratigráficamente, pueden ser la base para tipos relacionados pero diferentes de unidades estratigráficas conocidas colectivamente como unidades magnetoestratigráficas (magnetozonas) . [1] La propiedad magnética más útil en el trabajo estratigráfico es el cambio en la dirección de la magnetización remanente de las rocas, causada por inversiones en la polaridad del campo magnético de la Tierra . La dirección de la polaridad magnética remanente registrada en la secuencia estratigráfica puede usarse como base para la subdivisión de la secuencia en unidades caracterizadas por su polaridad magnética. Dichas unidades se denominan "unidades de polaridad magnetoestratigráfica" o cronos. [2]
Si el campo magnético antiguo estaba orientado de forma similar al actual ( el Polo Norte Magnético estaba cerca del Polo Norte Geográfico ), los estratos conservan una polaridad normal. Si los datos indican que el Polo Norte Magnético estaba cerca del Polo Sur Geográfico , los estratos presentan una polaridad invertida.
Polaridad Cron
| Segmentos de roca ( estratos ) en cronoestratigrafía | Intervalos de tiempo en geocronología | Notas sobre las unidades geocronológicas |
|---|---|---|
| Eonothema | Eón | 4 en total, 500 millones de años o más |
| Eratema | Era | 10 definidos, varios cientos de millones de años |
| Sistema | Período | 22 definido, de decenas a ~cien millones de años |
| Serie | Época | 34 definido, decenas de millones de años |
| Escenario | Edad | 99 definido, millones de años |
| Cronozona | Cron | subdivisión de una edad, no utilizada por la escala de tiempo del ICS |
Un cron de polaridad , o en contexto cron , [4] es el intervalo de tiempo entre las inversiones de polaridad del campo magnético de la Tierra . [5] Es el intervalo de tiempo representado por una unidad de polaridad magnetoestratigráfica. Representa un cierto período de tiempo en la historia geológica donde el campo magnético de la Tierra estaba en una posición predominantemente "normal" o "invertida". Los crones se numeran en orden comenzando desde hoy y aumentando en número hacia el pasado. Además de un número, cada cron se divide en dos partes, etiquetadas "n" y "r", mostrando así la posición de la polaridad del campo. Los crones también se denominan con una letra mayúscula de una secuencia de referencia como "C". Un cron es el tiempo equivalente a una cronozona o una zona de polaridad.
Se le denomina "subcrón de polaridad" cuando el intervalo es inferior a 200.000 años, [5] aunque el término se redefinió en 2020 a una duración aproximada entre 10.000 a 100.000 años y cron de polaridad para una duración aproximada entre 100.000 años y un millón de años. [6] Otros términos utilizados son Megacrón para una duración entre 10 8 y 10 9 años, Supercrón para una duración entre 10 7 y 10 8 años y Criptocrón para una duración inferior a 3×10 4 años. [6]
Nomenclatura cronológica
La nomenclatura para la sucesión de intervalos de polaridad, especialmente cuando los cambios son de corta duración o no universales (el campo magnético de la Tierra es complejo), es un desafío, ya que cada nuevo descubrimiento debe insertarse (o si no se valida, eliminarse). Las dos secuencias de anomalías magnéticas marinas estandarizadas son la "secuencia C" y la "secuencia M" y cubren desde el Jurásico medio hasta la fecha. [7] En consecuencia, la serie principal de cronos de polaridad C se extiende hacia atrás desde el actual C1n, comúnmente denominado Brunhes, con la transición más reciente en C1r, comúnmente denominado Matuyama, a 0,773 Ma , que es la inversión Brunhes-Matuyama . La secuencia C (por Cenozoico) termina en el Supercrón Normal Cretácico denominado C34n que, en la calibración de edad, ocurrió a 120,964 Ma y duró hasta el Cron C33r a 83,650 Ma que definió la edad geológica Santoniana . [8] La serie M se define desde M0, con etiqueta completa M0r, en 121.400 Ma, que es el comienzo del Aptiense hasta M44n.2r que es anterior a 171.533 Ma en el Aaleniano . [9]
Las subdivisiones en las secuencias también tienen una nomenclatura específica, por lo que C8n.2n es el segundo subcrón de polaridad normal más antiguo que comprende el C8n de polaridad normal y el criptocrón más joven, el criptocrón Emperador, se denomina C1n-1. [10] Ciertos términos en la literatura, como M-1r para describir una breve inversión postulada hace aproximadamente 118 Ma, son provisionales. [9]
Procedimientos de muestreo
Las muestras paleomagnéticas orientadas se recogen en el campo utilizando un taladro de núcleo de roca, o como muestras manuales (trozos rotos de la cara de la roca). Para promediar los errores de muestreo, se toma un mínimo de tres muestras de cada sitio de muestreo. [11] El espaciamiento de los sitios de muestreo dentro de una sección estratigráfica depende de la tasa de deposición y la edad de la sección. En las capas sedimentarias, las litologías preferidas son las lutitas , las arcillositas y las limolitas de grano muy fino porque los granos magnéticos son más finos y es más probable que se orienten con el campo ambiental durante la deposición. [2]
Procedimientos analíticos
Las muestras se analizan primero en su estado natural para obtener su magnetización remanente natural (NRM). Luego, la NRM se elimina de manera gradual mediante técnicas de desmagnetización térmica o de campo alterno para revelar el componente magnético estable.
Luego se comparan las orientaciones magnéticas de todas las muestras de un sitio y se determina su polaridad magnética promedio con estadísticas direccionales , más comúnmente estadísticas de Fisher o bootstrap . [11] Se evalúa la significancia estadística de cada promedio. Las latitudes de los polos geomagnéticos virtuales de aquellos sitios que se determinan como estadísticamente significativos se grafican contra el nivel estratigráfico en el que se recolectaron. Luego, estos datos se abstraen en las columnas magnetoestratigráficas estándar en blanco y negro en las que el negro indica polaridad normal y el blanco es polaridad invertida.
Correlación y edades
Como la polaridad de un estrato solo puede ser normal o invertida, las variaciones en la velocidad a la que se acumula el sedimento pueden hacer que el espesor de una zona de polaridad dada varíe de un área a otra. Esto presenta el problema de cómo correlacionar zonas de polaridades similares entre diferentes secciones estratigráficas. Para evitar confusiones, se debe recolectar al menos una edad isotópica de cada sección. En sedimentos, esto a menudo se obtiene de capas de ceniza volcánica . En su defecto, se puede vincular una polaridad a un evento bioestratigráfico que se ha correlacionado en otro lugar con edades isotópicas. Con la ayuda de la edad o edades isotópicas independientes, la columna magnetoestratigráfica local se correlaciona con la Escala de Tiempo de Polaridad Magnética Global (GMPTS). [1]
Debido a que la edad de cada inversión que se muestra en el GMPTS es relativamente conocida, la correlación establece numerosas líneas de tiempo a través de la sección estratigráfica. Estas edades proporcionan fechas relativamente precisas para características en las rocas, como fósiles , cambios en la composición de las rocas sedimentarias, cambios en el entorno deposicional, etc. También limitan las edades de características transversales como fallas , diques y discordancias .
Tasas de acumulación de sedimentos
Tal vez la aplicación más poderosa de estos datos es determinar la velocidad a la que se acumularon los sedimentos. Esto se logra trazando la edad de cada inversión (en millones de años atrás) frente al nivel estratigráfico en el que se encuentra la inversión (en metros). Esto proporciona la velocidad en metros por millón de años, que generalmente se reescribe en términos de milímetros por año (que es lo mismo que kilómetros por millón de años). [2]
Estos datos también se utilizan para modelar las tasas de subsidencia de la cuenca . Conocer la profundidad de una roca fuente de hidrocarburos debajo de los estratos que llenan la cuenca permite calcular la edad a la que la roca fuente pasó por la ventana de generación y comenzó la migración de hidrocarburos. Debido a que las edades de las estructuras de trampas transversales generalmente se pueden determinar a partir de datos magnetoestratigráficos, una comparación de estas edades ayudará a los geólogos de yacimientos a determinar si es probable o no que exista un yacimiento en una trampa determinada. [12]
Los cambios en la tasa de sedimentación que revela la magnetoestratigrafía suelen estar relacionados con factores climáticos o con desarrollos tectónicos en cadenas montañosas cercanas o distantes. A menudo, se pueden encontrar pruebas que afiancen esta interpretación buscando cambios sutiles en la composición de las rocas de la sección. Los cambios en la composición de la arenisca se utilizan a menudo para este tipo de interpretación.
Magnetoestratigrafía de Siwalik
La secuencia fluvial de Siwalik (~6000 m de espesor, ~20 a 0,5 Ma) representa un buen ejemplo de la aplicación de la magnetoestratigrafía para resolver la confusión en los registros basados en fósiles continentales. [13]
Véase también
- Bioestratigrafía
- Quimioestratigrafía
- Cronoestratigrafía
- Cicloestratigrafía
- Litoestratigrafía
- Tectonoestratigrafía
- Paleomagnetismo
Notas
- ^ ab Opdyke y Channell 1996, Capítulo 5
- ^ abc Butler 1992, Capítulo 9
- ^ Cohen, KM; Finney, S.; Gibbard, PL (2015), Cuadro cronoestratigráfico internacional (PDF) , Comisión Internacional de Estratigrafía.
- ^ Ogg 2020, pág. 160 señala una posible ambigüedad, ya que "Chron en la Guía Estratigráfica Internacional designa una subdivisión formal de una etapa geológica".
- ^ de Marshak, Stephen, 2009, Fundamentos de geología, WW Norton & Company, 3.ª ed. ISBN 978-0393196566
- ^ ab Ogg 2020, pág. 161 Tabla 5.1
- ^ Ogg 2020, pág. 161
- ^ Ogg 2020, Tabla 5.2 Excursiones geomagnéticas con nombre y cronologías de polaridad mayor del Cuaternario, Tabla 5.3: Distancias de anomalías magnéticas marinas de secuencia C y modelo de edad
- ^ ab Ogg 2020, Tabla 5.4: Distancias de anomalías magnéticas marinas de secuencia M y calibración de edad
- ^ Ogg 2020, pág. 164
- ^ ab Tauxe 1998, Capítulo 3
- ^ Reynolds 2002
- ^ Dennell, R; Coard, R; Turner, A (2006). "La bioestratigrafía y la zonificación de polaridad magnética de las colinas de Pabbi, norte de Pakistán: una secuencia fluvial del Plioceno superior-Pleistoceno inferior del Siwalik superior (etapa Pinjor)" (PDF) . Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología . 234 (2–4): 168–85. doi :10.1016/j.palaeo.2005.10.008.
Referencias
- Butler, Robert F. (1992). Paleomagnetismo: dominios magnéticos en terrenos geológicos. Publicado originalmente por Blackwell Scientific Publications . ISBN 978-0-86542-070-0Archivado desde el original el 18 de febrero de 1999. Consultado el 16 de septiembre de 2011 .
- Opdyke, Neil D.; Channell, James ET (1996). Estratigrafía magnética . Academic Press . ISBN 978-0-12-527470-8.
- Tauxe, Lisa (1998). Principios y práctica paleomagnética . Kluwer Academic Publishers . ISBN. 0-7923-5258-0.
- Reynolds, James H. (2002). "La magnetoestratigrafía añade una dimensión temporal al análisis de cuencas". Artículo de Search and Discovery n . ° 40050. Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo . Consultado el 16 de septiembre de 2011 .
- Ogg, JG (2020). "Escala de tiempo de polaridad geomagnética" (PDF) . Escala de tiempo geológico 2020 . 1 : 159–192. doi :10.1016/B978-0-12-824360-2.00005-X.
Enlaces externos
- Guía estratigráfica internacional
