Dispositivo anti-submarinos ayudó a probar existencia de las placas tectónicas

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Por Carolyn Gramling – Esta es la historia de cómo los viajes por el mundo de un explorador del siglo 19, dos imanes y la búsqueda de submarinos enemigos en la Segunda Guerra Mundial llevaron a la invención del magnetómetro fluxgate portátil. Y cómo esa invención, a su vez, condujo al “perfil mágico”, una poderosa pieza de evidencia para la teoría de las placas tectónicas.

En la década de 1950, la idea de que los continentes de la Tierra podrían estar en movimiento fue en gran medida ridiculizada, y el fondo marino era todavía mayormente un misterio. Pero eso estaba a punto de cambiar: después de la Segunda Guerra Mundial y las batallas navales, los investigadores de repente tuvieron nuevas herramientas poderosas, como sumergibles y sistemas de sonar, para mapear y sondear el fondo marino con mayor detalle que nunca. Entre estas nuevas tecnologías estaba un pequeño dispositivo portátil conocido como magnetómetro fluxgate.

Los magnetómetros, dispositivos que miden el campo magnético de la Tierra, no eran una nueva tecnología en ese momento. Los científicos habían sabido durante siglos que la Tierra produce su propio campo magnético; gracias a ello los marinos usaban brújulas para navegar. Pero la fuerza de ese campo magnético era desconcertantemente inconsistente de un lugar a otro.

Durante sus viajes alrededor del mundo a principios de 1800, el explorador y geógrafo alemán Alexander von Humboldt recopiló mediciones del campo magnético de la Tierra en diferentes lugares, señalando que la intensidad del campo aumentó al alejarse del ecuador. Esas variaciones llevaron a Humboldt en 1831 a iniciar un esfuerzo coordinado para medir con precisión esta intensidad magnética en todo el mundo. Entre otros, contó con la ayuda del matemático alemán Carl Friedrich Gauss en este esfuerzo.

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Gauss lo logró. En 1833, informó de la creación del primer magnetómetro, que podría medir la intensidad absoluta del campo magnético de la Tierra en cualquier lugar. Su magnetómetro era engañosamente simple, consistente en dos barras magnéticas, una suspendida en el aire por una fibra y otra colocada a una distancia conocida. La desviación del imán suspendido del norte geomagnético depende tanto de la intensidad del campo magnético de la Tierra como de la atracción de la segunda barra magnética. Estas mediciones lograron proporcionar los primeros mapas globales de la intensidad del campo magnético de la Tierra.

Pero, durante la Segunda Guerra Mundial, la Marina de los EE.UU. estaba buscando mediciones de magnetismo aún más precisas. Específicamente, la Marina quería ser capaz de mapear anomalías muy pequeñas en el campo magnético de la Tierra, anomalías que podrían deberse, por ejemplo, a la presencia de objetos metálicos, como submarinos, debajo de la superficie del agua.

En 1936, los científicos diseñaron un sensor muy preciso, llamado magnetómetro fluxgate. En un magnetómetro fluxgate, en lugar de una aguja giratoria como en una brújula, una barra de hierro está envuelta en dos bobinas de alambre. Una bobina lleva una corriente alterna a lo largo del núcleo de hierro, modificando el estado magnético del núcleo, primero saturándolo con magnetismo y luego desaturándolo. Cuando está en el estado insaturado, el núcleo puede ser tirado por un campo magnético externo, como el de la Tierra. La segunda bobina está allí para detectar esos cambios en el magnetismo — y en el camino puede medir con mucha precisión la fuerza del campo externo.

Pero para usar este dispositivo en la búsqueda submarinos, tendría que ser portátil, capaz de ser montado en un avión. Ahí es donde el geomagnetista nacido en Rusia Victor Vacquier entra en la historia. Vacquier estaba en los Laboratorios de Investigación del Golfo con sede en Pittsburgh, un brazo de Gulf Oil, donde, durante varios años, había estado trabajando arduamente en una versión portátil del magnetómetro fluxgate.

En 1941, las pruebas exitosas del dispositivo de Vacquier llamaron la atención de la Marina, que vio el potencial para defensa de su dispositivo. Con fondos navales, los magnetómetros fluxgate estaban en el aire en diciembre de 1942 y eran ocupados cazando submarinos enemigos.

Después de la guerra, los científicos estaban ansiosos por ver lo que este preciso magnetómetro portátil podría revelar sobre el fondo marino. Los oceanógrafos reequiparon el dispositivo para que pudiera ser remolcado detrás de los buques de investigación mientras barrían de un lado a otro a través de los océanos. Durante la década de 1950 y principios de 1960, Vacquier (por entonces en Scripps Institution of Oceanography en La Jolla, California) y otros investigadores comenzaron a usar el magnetómetro fluxgate para medir y mapear anomalías magnéticas preservadas en las rocas del fondo marino.

Los mapas revelaron un curioso patrón de polaridad magnética de rayas de cebra en el fondo marino, algo nunca visto en las rocas continentales. En este patrón, bandas de rocas con polaridad normal — a orientación norte-sur correspondiente a la del campo magnético actual de la Tierra — alternaban con bandas de polaridad invertida. Estas rayas, hipotetizaron los científicos, podrían deberse a que el campo magnético de la Tierra invierte su dirección de vez en cuando.

En 1968, alrededor de 100 científicos de la Tierra se reunieron para lo que estaba a punto de convertirse en un momento fundamental en la historia de la tectónica de placas. En la reunión, un simposio de dos días celebrado en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales en Nueva York, los geólogos Walter Pitman y James Heirtzler del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty en Palisades, Nueva York, presentaron un perfil de las anomalías magnéticas que habían medido en 1966 a bordo del R/V Eltanin.

La simetría a ambos lados de la Cresta Pacífico-Antártica era cristalina, tan perfecta que llegó a ser conocida como el “perfil mágico”. Este perfil, hecho posible por una serie de invenciones durante el siglo anterior que culminaron en un magnetómetro portátil y preciso, se convirtió en una de las líneas de evidencia más convincentes para la propagación del fondo marino y, en última instancia, para la teoría de la tectónica de placas.

Science News: A WWII submarine-hunting device helped prove plate tectonics

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