Activitats sobre l'expansió del fons oceànic

 3.1. La informació recollida sobre els fons oceànics va permetre, l’any 1977, la publicació d’un sorprenent mapa. L’havia fet un artista austríac, Heinrich Berann (1915-1999), per encàrrec de Bruze Heezen (1924-1977), un geòleg de la Universitat de Iowa (EUA) i una cartògrafa, Marie Tharp (1920,-) del observatori del mateix estat. A la plana següent trobaràs una reproducció d’aquest mapa tan especial. (els quadradets grocs, no figuren en el mapa original)

Per començar, podríeu intentar completar aquest text, amb l’ajut d’un atlas:

“La llarguíssima serralada formada per les diferents dorsals oceàniques s’inicia a les proximitats del pol Nord. En passar entre Groenlàndia i la península Escandinava, treu el cap per damunt les aigües i forma l’illa d’ ....................... Va resseguint tot l’oceà Atlàntic fins arribar gairebé fins l’oceà .................

Allà gira cap a l’est, voreja el continent ................ i s’adreça cap a l’oceà ............... on es bifurca. Una branca es dirigeix cap al Golf d’............... i s’introdueix en la Mar ............. que separa Àfrica de la península ................. L’altra branca passa pel sud d’Austràlia i de .............  ................... per entrar a l’oceà ................. Allà continua el seu recorregut cap al nord i acaba al golf de .................. a la costa oest del continent nord-americà.

 Feu un llistat amb les paraules en ordre

3.2. Els números que hi ha sobre el mapa, volen indicar la posició de les principals foses oceàniques. La majoria prenen el nom de les illes a les quals estan associades. Consultant l’atlas, trobeu els números corresponents a les fosses següents:  Aleutianes, Marianes, Tonga-Kemarec, Java, Centramericana, Japó, Kuriles, Sanwich del Sud, Perú-Xile, Carib, Filipines.

Feu un llistat sense les taules com a resposta 

3.3. Fixeu-vos ara en aquesta altra extraordinària imatge. Els colors ens indiquen l’edat de les roques que formen l’escorça oceànica. (Les més joves, edats inferiors als 2 milions d’anys, de color vermell intens; les més antigues, edats pròximes als 200 milions d’anys, de color blau fosc)

L’observació atenta d’aquest mapa us podria suggerir preguntes relacionades amb l’expansió dels fons oceànics a partir de les dorsals i amb la seva subducció a les fosses. Per què no intenteu escriure’n alguna afegint-hi, naturalment, la resposta?

3.4. Recordeu entre quins continents actuals, segons Wegener, es va començar a formar l’oceà Atlàntic i quants anys fa?. Ara fixeu-vos on són les roques més antigues de l’Atlàntic i quina edat aproximada tenen. Creieu que Wegener tenia raó? Raoneu la resposta.

3.5. El 1964 ja es tenia un coneixement bastant precís del relleu submarí. El britànic Edward Bullard, amb l’ajut d’un ordinador, va aconseguir dibuixar aquest mapa. Volia demostrar que l’encaix entre els continents atlàntics, si se’ls feia retrocedir 200 milions d’anys, era gairebé perfecte. Només calia fixar-se en els límits de la plataforma continental (gris pàl·lid) en lloc de fer-ho en el traçat de la costa actual. (En negre, els únics llocs on hi ha un cert encavallament). Us imagineu què hauria dit Wegener?

3.5. El 1964 ja es tenia un coneixement bastant precís del relleu submarí. El britànic Edward Bullard, amb l’ajut d’un ordinador, va aconseguir dibuixar aquest mapa. Volia demostrar que l’encaix entre els continents atlàntics, si se’ls feia retrocedir 200 milions d’anys, era gairebé perfecte. Només calia fixar-se en els límits de la plataforma continental (gris pàl·lid) en lloc de fer-ho en el traçat de la costa actual. (En negre, els únics llocs on hi ha un cert encavallament). Us imagineu què hauria dit Wegener?

3.6. El 1961, l’incansable Maurice Ewing i un altre estudiós dels fons oceànics, M. Landisman, varen publicar un article que va causar un gran impacte: Gràcies a les nombroses dades recollides en les expedicions festes tant al Pacífic com a l’Atlàntic, Ewing i Landisman afirmaven que el gruix dels sediments era, per terme mitjà, de només 500 m a l’Atlàntic i 300 m al Pacífic, i disminuïen a mesura que ens apropavem a la dorsal corresponent. Les dades eren realment molt sorprenents perquè sempre s’havia pensat que en el fons dels oceans hi havia d’haver capes uniformes de sediments d’alguns km de gruix. En aquella data ningú va saber donar una raó satisfactòria. Com ho explicaríeu vosaltres?

3.7.  Amb només un cop d’ull als dos mapes adjunts, n’hi ha prou per comprovar una cosa que segurament ja sabíeu: tant a les costes asiàtiques de l’Oceà Pacífic com a les costes sud-americanes del mateix oceà, es produeixen nombrosos terratrèmols. Queda clar, oi?

Ara mireu-vos els mapes amb més atenció. Fixeu-vos en la profunditat dels hipocentres (punts concrets on es formen els terratrèmols a l’interior de l’escorça). Us adoneu com estan col·locats? Intenteu descriure-ho. Quan ho hagueu fet, proveu de donar-hi una explicació. 

3.8. Aquest fragment de mapa de l’Atlàntic Nord ens indica molt clarament que els  hipocentres formen una línia gairebé contínua i que tots són poc profunds. Com es poden interpretar aquests fets?

3.9. Les roques volcàniques, com el basalt, són relativament escasses en els continents. En els fons oceànics, en canvi, són les roques més abundants. Per què? 

3.10. Tal com ja vàrem veure  l’anomenat “anell de foc” està format per una colla de volcans actius, la majoria en illes volcàniques, situats el voltant del Pacífic.

La il·lustració adjunta mostra la impressionant concentració de volcans a Indonèsia.

Per què aquesta zona és tan rica en volcans?

3.11.  Hem deixat per al final la prova més important de la validesa de la teoria de l’expansió dels fons oceànics. És una mica complicada...

Comencem per un fet ben conegut per vosaltres: els imants tenen dues zones anomenades pol Nord i pol Sud on la “força d’atracció” és màxima. Els pols de signe contrari s’atreuen i els del mateix signe es repel·leixen. Segur que també sabeu que la Terra és un immens imant amb dos pols, els pols magnètics, situats molt a prop dels pols geogràfics. Tot i que la força d’atracció de l’imant terrestre és molt dèbil (qualsevol imant de joguina és molt més “potent”) és suficient perquè l’agulla imantada de la brúixola ens indiqui on és el nord magnètic.

Segons que sembla, els primers en adonar-se que la Terra es comportava com un gran imant varen ser els xinesos i, ja al s. I aC, varen construir la primera brúixola. El món occidental no la va conèixer probablement fins el segle XI, quan àrabs i perses varen introduir l’ús de la “pedra imant” entre els mariners.

Vint-i-un segles després, l’any 1966, tres científics americans, Allan Cox (1926-1987), Richard Doell (1932,-) i Brent Dalrymple (1937,-) varen demostrar que els pols magnètics terrestres s’inverteixen, de manera irregular, dues o tres vegades cada milió d’anys. O sigui que, de tant en tant, l’agulla de la brúixola en lloc de marcar el nord, marcaria el sud... D’ençà d’aquest descobriment, dels períodes en què la posició del pol nord magnètic coincideix amb l’actual en diem període de polaritat normal  (o anomalia magnètica positiva). En cas contrari en diem període de polaritat invertida (o anomalia magnètica negativa)

Deixem ara els imants per un moment i acompanyeu-me a visitar l’interior d’una roca volcànica: el basalt. Com sabeu, per fora és d’un color gris fosc bastant uniforme i avorrit. Si se’n fa una làmina molt prima i es mira al microscopi, el basalt és molt més interessant. Com podeu observar a la fotografia adjunta, el basalt està format per diferents minerals. Els que aquí es veuen de colors vius (blaus, grocs, verds) tenen dues característiques molt interessants: en primer lloc, són els primers minerals que cristal·litzen quan la lava que formarà un basalt comença a solidificar-se; en segon lloc, són minerals metàl·lics magnètics.  Per tant, quan la lava comença a refredar-se, els minerals magnètics, talment com minúscules brúixoles, s’orienten d’acord amb la posició dels pols magnètics de la Terra!

Tornem de nou als fons oceànics. El 1958, quan encara ningú s’imaginava que els pols magnètics es poguessin invertir, Ronald Masson, Arthur Raff i Victor Vacquier van fer conèixer els resultats de les seves exploracions al Pacífic. Hi varen descobrir un fet mai conegut abans: a ambdós costats de les dorsals, disposades de manera simètrica respecte del rift, existeixen franges d’anomalies magnètiques positives d’uns 20 o 30 km d’amplada, alternades amb franges d’anomalies magnètiques negatives de característiques semblants. La causa d’aquest peculiar bandat dels fons oceànics es convertí en un dels enigmes més importants de la geofísica marina.

Ara, amb tot el que ja sabeu i l’ajut de les il·lustracions d’aquesta plana, us toca a vosaltres aclarir aquest enigma...

3.12. Si coneixem l’edat de les bandes d’anomalies magnètiques i sabem la distància a la que es troben del rift, de quina manera podríem calcular la velocitat d’expansió dels fons oceànics? És molt fàcil, només cal una operació molt senzilla! (Aquesta velocitat és aproximadament de 1,5 cm/any a l’Atlàntic i de 4,5 cm/any al Pacífic)

 Recapitulem. Completeu la taula següent: 

Si voleu saber més coses, no deixeu de visitar: • http://neic.usgs.gov/neis/general/seismicity/  , Informació completa sobre terratrèmols (en anglès) • http://www.volcano.si.edu/reports/usgs/ , Informació completa sobre volcans (en anglès) • http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/2minrelief.html Imatges fantàstiques del relleu terrestre (en anglès)