La magnetoestratigrafía es una técnica de correlación geofísica que se utiliza para datar secuencias sedimentarias y volcánicas. El método consiste en recolectar muestras orientadas a intervalos medidos a lo largo de toda la sección. Las muestras se analizan para determinar su magnetización remanente característica (ChRM, por sus siglas en inglés), es decir, la polaridad del campo magnético terrestre en el momento en que se depositó un estrato. Esto es posible porque los flujos volcánicos adquieren una magnetización termorremanente y los sedimentos adquieren una magnetización remanente deposicional, ambas reflejan la dirección del campo magnético terrestre en el momento de su formación. Esta técnica se utiliza habitualmente para datar secuencias que, por lo general, carecen de fósiles o de 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 medibles de las rocas varían estratigráficamente, pueden servir de base para establecer tipos de unidades estratigráficas relacionadas, pero distintas, conocidas colectivamente como unidades magnetoestratigráficas (magnetozonas). La propiedad magnética más útil en el trabajo estratigráfico es el cambio en la dirección de la magnetización remanente de las rocas, causado por las inversiones en la polaridad del campo magnético terrestre. La dirección de la polaridad magnética remanente registrada en la secuencia estratigráfica puede utilizarse como base para la subdivisión de la secuencia en unidades caracterizadas por su polaridad magnética. Tales unidades se denominan «unidades de polaridad magnetoestratigráfica» o cronos.
Si el antiguo campo magnético estaba orientado de manera similar al campo actual (el Polo Norte Magnético cerca del Polo Norte Geográfico), los estratos conservan una polaridad normal. Si los datos indican que el Polo Norte Magnético se encontraba cerca del Polo Sur Geográfico, los estratos presentan una polaridad invertida.
Cron de polaridad +Unidades en Geocronología y EstratigrafíaSegmentos de roca (estratos) en cronoestratigrafíaPeríodos de tiempo en geocronologíaNotas sobre las unidades geocronológicasEonotemaEón4 en total, medio millón de años o másEratemaEra10 definidas, varios cientos de millones de añosSistemaPeríodo22 definidos, de decenas a aproximadamente cien millones de añosSerieÉpoca38 definidas, decenas de millones de añosPisoEdad101 definidas, millones de añosCronozonaCronSubdivisión de una edad, no utilizada por la escala de tiempo de la ICS (Comisión Internacional de Estratigrafía) Un cron de polaridad, o simplemente cron en su contexto, es el intervalo de tiempo entre las inversiones de polaridad del campo magnético terrestre. Es el intervalo de tiempo representado por una unidad de polaridad magnetoestratigráfica. Representa un período de tiempo determinado en la historia geológica en el que el campo magnético terrestre se encontraba predominantemente en una posición «normal» o «invertida». Los cronos se numeran en orden empezando desde la actualidad e incrementando su número hacia el pasado. Además de un número, cada cron se divide en dos partes, etiquetadas como «n» y «r», mostrando así la posición de la polaridad del campo. Los cronos también se identifican mediante una letra mayúscula de una secuencia de referencia, como la «C». Un cron es el equivalente temporal a una cronozona o a una zona de polaridad.
Se denominaba «subcron de polaridad» cuando el intervalo tenía una duración inferior a 200.000 años, aunque en 2020 el término se redefinió para referirse a una duración aproximada de entre 10.000 y 100.000 años, y cron de polaridad para una duración aproximada de entre 100.000 años y un millón de años. Otros términos utilizados son megacron para una duración de entre 108 y 109 años, supercron para una duración de entre 107 y 108 años y criptocron para una duración menor a 3×104 años.
Nomenclatura de los cronos La nomenclatura para la sucesión de intervalos de polaridad, especialmente cuando los cambios son de corta duración, o no universales (el campo magnético terrestre es complejo), es desafiante, ya que cada nuevo descubrimiento debe ser insertado (o si no se valida, eliminado). Las dos secuencias estandarizadas de anomalías magnéticas marinas son la «secuencia C» y la «secuencia M» y abarcan desde el Jurásico Medio hasta la actualidad. 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, hace 0.773 , que corresponde a la inversión Brunhes-Matuyama. La secuencia C (por Cenozoico) termina en el Supercron Normal del Cretácico denominado C34n, el cual, según la calibración de edad, ocurrió a los 120.964 Ma y duró hasta el Cron C33r a los 83.650 Ma, que definió la edad geológica del Santoniense. La serie M se define desde M0, con la etiqueta completa M0r, hace 121.400 Ma, que marca el inicio del Aptiense hasta M44n.2r que se sitúa antes de 171.533 Ma en el Aaleniense.
Las subdivisiones de las secuencias también cuentan con una nomenclatura específica, por lo que C8n.2n es el segundo subcron de polaridad normal más antiguo que comprende el Cron de polaridad normal C8n, y el criptocron más reciente, el criptocron Emperador, se denomina C1n-1. Ciertos términos en la literatura, como M-1r para describir una breve inversión postulada hace aproximadamente 118 Ma, son provisionales. Procedimientos de muestreo Las muestras paleomagnéticas orientadas se recolectan en el campo utilizando una perforadora de núcleos de roca, o como muestras de mano (fragmentos desprendidos de la pared de la roca). Para promediar los errores de muestreo, se toma un mínimo de tres muestras de cada sitio de muestreo. 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 capas sedimentarias, las litologías preferidas son las lutolitas, las arcillas y las limolitas de grano muy fino, ya que los granos magnéticos son más finos y tienen más probabilidades de orientarse con el campo ambiental durante la deposición.
Procedimientos analíticos Las muestras se analizan primero en su estado natural para obtener su magnetización remanente natural (NRM). Luego, la NRM se elimina de forma gradual mediante técnicas de desmagnetización térmica o con campos alternos para revelar el componente magnético estable.
Las orientaciones magnéticas de todas las muestras de un sitio se comparan y su polaridad magnética promedio se determina con estadística direccional, más comúnmente estadística de Fisher o bootstrapping.Se evalúa la significación estadística de cada promedio. Las latitudes de los Polos Geomagnéticos Virtuales de aquellos sitios que se determinó que son estadísticamente significativos se grafican frente al nivel estratigráfico en el que fueron recolectados. Estos datos se resumen luego en las columnas magnetoestratigráficas estándar en blanco y negro en las cuales el negro indica polaridad normal y el blanco polaridad invertida.
Correlación y edades
Debido a que la polaridad de un estrato solo puede ser normal o invertida, las variaciones en la tasa a la que se acumuló el sedimento pueden hacer que el espesor de una zona de polaridad determinada varíe de una zona a otra. Esto plantea el problema de cómo correlacionar zonas de polaridades similares entre diferentes secciones estratigráficas. Para evitar confusiones, es necesario obtener al menos una edad isotópica de cada sección. En los sedimentos, esto se obtiene a menudo a partir de capas de ceniza volcánica. En su defecto, se puede vincular una polaridad a un evento bioestratigráfico que se haya correlacionado en otros lugares 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).
Debido a que la edad de cada inversión mostrada en la GMPTS es relativamente bien 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 tales como fósiles, cambios en la composición de la roca sedimentaria, cambios en el ambiente deposicional, etc. También restringen las edades de características transversales como fallas, diques y discordancias.
Tasas de acumulación de sedimentos Quizás la aplicación más poderosa de estos datos es determinar la tasa a la que se acumularon los sedimentos. Esto se logra graficando 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 tasa 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).
Estos datos también se utilizan para modelar las tasas de subsidencia de las cuencas. Conocer la profundidad de una roca madre de hidrocarburos situada debajo de los estratos de relleno de la cuenca permite calcular la edad a la que la roca madre pasó a través de la ventana de generación y comenzó la migración de los hidrocarburos. Debido a que las edades de las estructuras de trampa 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 una oportunidad de explotación en una trampa determinada.
Los cambios en la tasa de sedimentación revelados por la magnetoestratigrafía a menudo están relacionados ya sea con factores climáticos o con desarrollos tectónicos en cadenas montañosas cercanas o distantes. La evidencia para fortalecer esta interpretación a menudo se puede encontrar buscando cambios sutiles en la composición de las rocas en la sección. Los cambios en la composición de las areniscas se utilizan a menudo para este tipo de interpretación.
Magnetoestratigrafía de Siwalik
La secuencia fluvial de Siwalik (~6.000 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 fósiles continentales.
Véase también
Bioestratigrafía Cronoestratigrafía Litoestratigrafía Paleomagnetismo
Referencias
Bibliografía
Enlaces externos Guía Estratigráfica Internacional. (en inglés).
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