Sagnotti, Leonardo

Revistes Catalanes amb Accés Obert

La GeoLoGía es notIcIa
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra AEPECT 22.2- 2014
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2014 (22.2) – 187
El nuevo DNI del 
primer dinosaurio 
definido en 
EspañaLuis Alcalá, Rafael Royo -Torres y Alberto Cobos
Fernando Tornos, Francisco Velasco, Antonio 
Delgado, César Menor-Salván, J. M. Escobar y 
Carmelo Gómez (pag. 195)
Nuevos datos de la 
última inversión del 
campo magnético 
terrestre 
¿CuáNto Dura uNa INvErsIóN DEl Campo magNétICo tErrEstrE?
Leonardo Sagnotti ___(pag. 188)
ArAgosAurus ischiAticus
EN las CruCEs (sEvIlla)
los organismos 
extremófilos forman una 
mineralización única
(pag. 191)
188 – Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2014 (22.2)
El campo magnético terrestre (o 
campo geomagnético) está genera-
do por el movimiento complejo que 
tiene lugar en el núcleo externo de 
la Tierra. En su mayor parte, este 
campo es asimilable al que genera-
ría una barra de imán situada en el 
centro del planeta. La prolongación 
de este dipolo magnético “ideal” in-
tersecta con la superficie terrestre 
en dos puntos que definen los deno-
minados polos geomagnéticos, cuya 
posición varía lentamente (variación 
secular). En tiempos geológicos el 
campo geomagnético puede consi-
derarse como un campo puramente 
dipolar, donde en eje del dipolo coin-
cide aproximadamente con el eje de 
rotación de la Tierra, y donde la in-
clinación de las líneas de fuerza au-
menta progresivamente del ecuador 
hasta el polo. En un periodo de pola-
ridad normal, en el que vivimos ac-
tualmente, estas líneas de fuerza se 
dirigen hacia el centro de la Tierra 
en el hemisferio norte y salen de la 
superficie en el hemisferio sur (Fig. 
1a). Los estudios de paleomagnetis-
mo, que se basan en el análisis del 
magnetismo fósil de las rocas, nos 
indican que el campo geomagnéti-
co puede ser también estable con 
una configuración inversa (Fig. 1b), 
y que a lo largo del tiempo geológi-
co se han sucedido repetidamente 
periodos con estas dos polaridades. 
Al contrario que en el Sol, donde el 
campo magnético se invierte regu-
larmente más o menos cada 11 años 
(ciclo solar), las inversiones del cam-
po geomagnético son irregulares y 
mucho menos frecuentes. Se han do-
cumentado 21 inversiones geomag-
néticas durante los últimos 5,3 millo-
nes de años (Fig. 1c), lo que implica 
que durante este periodo de tiempo, 
de media, se ha producido una inver-
sión cada aproximadamente 250.000 
años. El mecanismo que causa estas 
inversiones todavía se desconoce. 
Einstein consideraba que la com-
presión del mecanismo que genera 
y gobierna la dinámica del campo 
geomagnético es uno de los desafíos 
no resueltos más importantes de la 
física. 
La investigación sistemática de 
las inversiones de polaridad han per-
mitido reconstruir una escala tempo-
ral global de polaridad geomagnéti-
ca (Fig. 1c), que fue fundamental en 
los años 60 del s. XX para confirmar 
la expansión del fondo oceánico y 
para el desarrollo de la teoría de la 
tectónica de placas. Se sabe que la 
última inversión completa del cam-
po geomagnético se remonta a hace 
780.000 años, y define el límite entre 
el Pleistoceno inferior y medio. En la 
terminología estratigráfica, se utiliza 
el término de cron magnético para 
el intervalo temporal que tiene un 
predominio de polaridad normal o 
inversa. Los crones magnéticos tie-
¿CuáNto Dura uNa INvErsIóN DEl Campo magNétICo tErrEstrE?
Nuevos datos de la última inversión 
del campo magnético terrestre 
Leonardo Sagnotti
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, 
I-00143 Roma, Italy
ISSN (edición impresa): 1132-9157 - (edición electrónica): 2385-3484  – Pags. 188-190
a) Polaridad Normal b) Polaridad Inversa
c) Escala de polaridad geomagnética
S
N S
N
0.78
0.99
1.07
1.18
1.78
1.95
2.08
2.15
2.58
3.04
3.12
3.21
3.33
3.60
4.19
4.30
4.49
4.63
4.80
4.90
5.00
5.24
Kaena
Mammoth
Cochiti
Nunivak
Siduall
Thvera
Reunion
Olduvai
Cobb mountain
Jaramillo
SubcronCronEdad (Ma)
2
3
4
5
0
1
B
ru
nh
es
M
at
uy
am
a
G
au
ss
G
ilb
er
t
Fig. 1: Representación esquemática de la línea de fuerza del campo geomagnético dipolar durante un periodo de polaridad normal (a) e inversa (b). c) Escala 
temporal de la polaridad geomagnética para los últimos 5,3 millones de años. Negro: polaridad normal; blanco: polaridad inversa.
a) Polaridad Normal b) Polaridad Inversa
c) Escala de polaridad geomagnética
S
N S
N
0.78
0.99
1.07
1.18
1.78
1.95
2.08
2.15
2.58
3.04
3.12
3.21
3.33
3.60
4.19
4.30
4.49
4.63
4.80
4.90
5.00
5.24
Kaena
Mammoth
Coc iti
Nunivak
Siduall
Thvera
Reunion
Olduvai
Cobb mountain
Jaramillo
SubcronCronEdad (Ma)
2
3
4
5
0
1
B
ru
nh
es
M
at
uy
am
a
G
au
ss
G
ilb
er
t
B
ru
nh
es
M
at
uy
am
a
G
au
ss
G
ilb
er
t
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2014 (22.2) – 189
nen una duración típica del orden de 
centenares de miles de años y pue-
den contener intervalos de tiempo 
más breves con polaridad opuesta. 
Estos invervalos, con una duración 
típica del orden de la decena de 
miles de años, reciben el nombre 
de subcrones magnéticos (Fig. 1c). 
Actualmente vivimos en el cron de 
polaridad normal “Brunhes”, en 
homenaje al científico francés que 
durante los primeros años del siglo 
XX descubrió la presencia de lava 
magnetizada con una dirección in-
versa a la del campo geomagnético 
actual. El cron anterior, de polaridad 
inversa, se llama “Matuyama”, como 
homenaje al científico japonés que 
en 1929 puso de manifiesto que la-
vas de polaridad magnética normal 
e inversa formaban niveles estrati-
gráficos diferentes. El último cambio 
completo de polaridad geomagnética 
se conoce, por tanto, como tránsito 
Matuyama-Brunhes (M-B). Se co-
noce que los cambios de polaridad 
del campo geomagnético son fenó-
menos muy rápidos desde un punto 
de vista geológico, con una duración 
total estimada del orden de algu-
nos miles de años, durante los que 
el campo disminuye su intensidad 
hasta un 10% de su valor actual. El 
registro de un cambio de polaridad 
geomagnética en una secuencia ro-
cosa es un fenómeno bastante raro. 
Para que se pueda extraer informa-
ción útil sobre las características de 
detalle y la dinámica del campo mag-
nético terrestre durante un cambio 
de polaridad es necesario disponer 
de una secuencia de rocas con una 
alta resolución temporal, que no sue-
le ser común, y que haya registrado 
fielmente las variaciones del campo 
en el momento de su formación. 
Para esto es necesario una secuencia 
rocosa (sedimentaria o lávica) que 
tenga: (1) buenas propiedades paleo-
magnéticas, (2) buena continuidad 
estratigráfica, y (3) posibilidad de 
datar con alta resolución. Estas tres 
características, en su conjunto, son 
necesarias e indispensables para tra-
tar de comprender y reconstruir la 
dinámica de un fenómeno complejo 
y de una duración muy breve. Una 
síntesis reciente de los diez mejores 
registros paleomagnéticos de varias 
inversiones del campo magnético te-
rrestre, obtenidas en varias secuen-
cias de rocas volcánicas del plane-
ta, ha puesto de manifiesto que las 
inversiones geomagnéticas tienen 
unas características dinámicas en 
común, que implican la existencia 
de un “precursor” (un intento previo 
fallido para invertir la polaridad) que 
se desarrolla unos cuantos de miles 
de años antes de la inversión defini-
tiva, y de un tránsito rápido del polo 
geomagnético de una zona polar a la 
otra (Valet et al., 2012).  
Las cuencas intramontañosas 
de los Apeninos (Italia) son áreas 
de gran interés para la geología y la 
geofísica. El relleno de estas cuencas, 
con sucesiones de sedimentos con-
tinentales y lacustres, es testimonio 
de eventos geológicos y climáticos 
del pasado. El interés local y regional 
de estas sucesiones sedimentarias 
puede a veces extenderse para la re-
construcción de eventos geofísicos a 
escala global. Éste es el caso de los 
sedimentos acumulados en el fondo 
de un antiguo lago desarrollado en la 
cuenca intramontañosa de Sulmona 
(Abruzzo) que afloran actualmente 
cerca del pueblo de Popoli, y que han 
proporcionado un magnífico registro 
detallado de la última inversión del 
campo magnético terrestre. 
La sucesión lacustre de la cuen-
ca de Sulmona está constituida por 
limos calcáreos homogéneos que 
contienen numerosos niveles finos 
de ceniza volcánica emitida durante 
erupciones explosivas violentas a 
lo largo de la vertiente tirrena de la 
península italiana. Una revisión estra-
tigráfica reciente indica que la parte 
más antigua de esta sucesión se ha 
SUL2-22
SUL2-21
SUL2-20
SUL2-19
180 cm
210 cm
240 cm
270 cm
300 cm
SUL2-16
SUL2-19
SUL2-18
SUL2-17
B-M
SUL2-20
0 cm
50 cm
100 cm
150 cm
200 cm
Fig. 2: Sección estratigráfica en afloramiento que comprende el registro de la inversión geomagnética 
Brunhes-Matuyama (M-B). La sección tiene un espesor de 3 metros, y está constituida por sedimentos 
calcáreos lacustres, con buenas propiedades paleomagnéticas, y tiene siete niveles finos (de milimétricos a 
centimétricos) de ceniza volcánica que han permitido dataciones radiométricas de alta precisión. 
190 – Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2014 (22.2)
depositado a caballo de la inversión 
M-B (Giaccio et al., 2013). Los datos 
paleomagnéticos obtenidos en un 
sondeo efectuado en el depocentro 
de la cuenca han permitido recono-
cer la presencia de esta inversión. El 
intervalo a caballo de esta inversión 
geomagnética ha sido observado en 
afloramiento (Fig. 2), y ha sido ana-
lizado con un muestreo continuo y 
medidas de alta resolución en labo-
ratorio. La inverstigación ha sido 
llevada a cabo por un equipo inter-
nacional de investigadores del Isti-
tuto Nazionale di Geofisica e Vulca-
nologia (INGV, Italia), del Istituto di 
Geologia Ambientale e Geoingegne-
ria (IGAG-CNR, Italia), de la Colum-
bia University (USA), del Berkeley 
Geochronology Center (USA) y del 
Laboratoire des Sciences du Climat 
et de l’Environnement (LSCE, CEA-
CNRS, Francia). Los resultados obte-
nidos se han publicado en el número 
de noviembre de 2014 del Geophysi-
cal Journal International (Sagnotti et 
al., 2014).
La succesión estratigráfica de Sul-
mona tiene las características ideales 
para proporcionar nuevos datos ex-
perimentales de alta resolución que 
permitan reconstruir las variaciones 
y las tasas de cambio del campo mag-
nético terrestre durante los miles de 
años que dura la última inversión 
geomagnética. De hecho, esta suce-
sión de caracteriza por: (1) la presen-
cia contemporánea de sedimentos 
homogéneos con una continuidad 
estratigráfica contrastada, (2) bue-
nas propiedades paleomagnéticas, y 
(3) niveles finos volcánicos que per-
miten dataciones radiométricas muy 
precisas para el control temporal 
del fenómeno. No es sencillo encon-
trar situaciones análogas favorables 
de otros registros de inversiones 
geomagnéticas. Este estudio llevado 
a cabo en la cuenca lacustre de Sul-
mona ha proporcionado un registro 
detallado de la variación temporal 
del campo magnético terrestre du-
rante la inversión M-B. El registro 
de esta inversión está comprendido 
entre los niveles de ceniza datados 
en 781.000 y 792.000 años, y está 
contenido en limos calcáreos que se 
depositaron en el fondo del lago con 
una tasa media de cerca de 2 cm por 
siglo. La integración de los datos pa-
leomagnéticos y geocronológicos ha 
permitido la reconstrucción de alta 
resolución de la dinámica del campo 
magnético terrestre durante los mi-
les de años anteriores y posteriores 
a la inversión del polo, poniendo en 
evidencia que la inversión de polari-
dad M-B fue extremadamente rápida, 
puesto que se ha producido en un in-
tervalo de tiempo más breve del que 
es posible estimar en este sedimento, 
con una velocidad al menos diez ve-
ces más rápida de lo que se pensaba 
anteriormente. La inversión del polo 
magnético parece producirse instan-
táneamente, sin registro de posición 
polar intermedia (Fig. 3). Estos nue-
vos datos indican que el paso brusco 
del polo geomagnético de un área po-
lar a la otra ocurrió hace 786.000 años 
y fue precedido de un intervalo de 
inestabilidad general del campo que 
se prolongó durante el menos 6.000 
años. Este periodo de inestabilidad 
geomagnética se ha caracterizado 
por dos intervalos de tiempo, con una 
duración de aproximadamente 2.000 
años cada uno, en los que la intensi-
dad del campo disminuyó drástica-
mente a menos de la mitad de la que 
hay actualmente. La inversión brusca 
del polo ocurre hacia la parte final del 
intervalo más reciente de baja inten-
sidad del campo. En definitiva, en los 
sedimentos lacustres de Sulmona (in-
versión M-B) se han reconocido las 
principales características dinámicas 
de las inversiones, puestas de mani-
fiesto por Valet et al. (2012): presen-
cia de un precursor, fuerte descenso 
de la intensidad y rápido tránsito de la 
polaridad. Sin embargo, mientras que 
Valet y colaboradores han estimado 
que el tránsito del polo geomagné-
tico de una región polar a la otra se 
desarrolla en menos de un milenio, 
esta investigación llevada a cabo en 
los sedimentos lacustres de Sulmona 
permite refinar este cálculo y nos in-
dica que el tránsito pudo producirse 
en menos de un siglo, probablemen-
te mucho menos, en un periodo de 
tiempo comparable al de una vida 
humana. 
Bibliografia
Giaccio B., Castorina, F., Noma-
de, S., Scardia, G., Voltaggio, M. y 
Sagnotti, L. (2013). Revised chro-
nology of the Sulmona lacustrine 
succession, central Italy. Journal of 
Quaternary Science, 28(6), 545-551. 
doi: 10.1002/jqs.2647.
Sagnotti, L., Scardia, G., Giac-
cio, B., Liddicoat, J.C., Nomade, S., 
Renne, P.R. y Sprain, C.J. (2014). 
Extremely rapid directional change 
during Matuyama-Brunhes geo-
magnetic polarity reversal. Geophys-
ical Journal International, 199 (2), 
1110-1124. doi: 10.1093/gji/ggu287
Valet, J.P., Fournier, A., Cour-
tillot, V. y Herrero-Bervera, E. 
(2012). Dynamical similarity of geo-
magnetic field reversals. Nature, 
490, 89–94.
785.4
785.5
785.9
786.0
786.1
786.2
789.4
786.6
78
6.
1-
78
6.
0
Fig. 3: Reconstrucción del recorrido del polo geomagnético virtual (VGP) durante la última inversión de 
polaridad del campo geomagnético, a partir de datos paleomagnéticos obtenidos en la cuenca de Sulmona 
(modificada de Sagnotti et al., 2014).


Nuevos datos de la última inversión del campo magnético terrestre.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Revistes Catalanes amb Accés Obert