Geen omkering aards magneetveld tijdens vulkanische periode

Een van de merkwaardigste verschijnselen in de geschiedenis van het aardse magneetveld, in hoofdzaak een dipoolveld, is het voortdurend stuivertje wisselen van de magnetische polen.

De intensiteit van het magneetveld neemt af, om weer toe te nemen nadat noordpool en zuidpool van plaats verwisseld hebben. Dit proces speelt zich in geologisch korte tijd af: enkele duizenden jaren. Men spreekt van "normale' polariteit met een magneetveld zoals nu bestaat, van "omgekeerde' polariteit als de magnetische noordpool bij de geografische zuidpool ligt. In de geschiedenis blijkt "omgekeerd' even normaal als "normaal' te zijn geweest. Normale polariteit en omgekeerde polariteit wisselen elkaar voortdurend af, zonder bepaalde regelmaat. Wel kan men onderscheid maken tussen lange intervallen (miljoenen jaren) met een hoofdzakelijk gelijkblijvende polariteit, hetzij normaal, hetzij omgekeerd, en korte intervallen (tien- tot honderdduizend jaar) met een tegengestelde polariteit binnen de lange intervallen. Door het onregelmatige karakter van de ompolingen zijn er geen scherpe grenzen: er zijn zowel korte "lange intervallen' als lange "korte intervallen'. Het huidige magneetveld bestaat ruim 700.000 jaar; daarbinnen zijn acht kortstondige omkeringen bekend.

Gegevens over het magneetveld in het verleden worden afgeleid uit de magnetisatie die in sommige gesteenten (b.v. door de aanwezigheid van ijzeroxyde of titaanoxyde) bij hun ontstaan is geïnduceerd. Meting daarvan in het laboratorium onthult dan de magnetische richting op een bepaalde plaats en op een bepaald ogenblik (de ouderdom van het gesteente) in het verleden.

Er bestaat thans een redelijk beeld van de geschiedenis van het magneetveld gedurende de laatste 250 miljoen jaar. Uit het verder terug liggende verleden zijn de gegevens schaarser en minder betrouwbaar. Interessant is dat het beeld van de voortdurende ompolingen ook enkele uitzonderingen vertoont. Er zijn twee intervallen bekend waarin het veld gedurende lange tijd (tientallen miljoenen jaren) ononderbroken dezelfde polariteit behield. Het laatste "rustige magnetische interval' is gedateerd tussen 124 en 83 miljoen jaar geleden; het valt dus geheel binnen de Krijt-Periode (van 146 tot 65 miljoen jaar geleden).

R.L. Larson (University of Rhode Island, U.S.A.) heeft aan de hand van nieuwe gegevens uit de oceaanbodem vastgesteld dat het rustige magnetische interval correspondeert met een tijd van ongewoon hoge oceanische basaltproduktie, vooral in de Stille Oceaan (Geology, juni en oktober 1991). 125 miljoen jaar geleden steeg de hoeveelheid nieuw gevormde oceaankorst in korte tijd tot het dubbele van de hoeveelheid daarvoor en daarna. Het maximum werd bereikt tussen 120 en 115 miljoen jaar geleden. De hoeveelheid nam daarna geleidelijk af, maar bleef nog altijd groot. Omstreeks 80 miljoen jaar geleden daalde de hoeveelheid nieuw gevormde oceaanbodem snel tot een niveau dat met enige schommelingen tot nu toe voortduurt. Enige grote basaltplateaus in de westelijke Stille Oceaan, waarvan het Ontong-Java-plateau met 100 miljoen km³ basalt het grootste is, worden als overblijfselen beschouwd. Hun ouderdom, die met behulp van de oudste bedekkend sedimenten kan worden vastgesteld, past goed in dit beeld. Er zullen stellig in de oostelijke Stille Oceaan symmetrisch gelegen tegenhangers van deze basaltplateaus geweest zijn; zij zijn door de beweging van de bodem van de Stille Oceaan reeds onder Amerika verdwenen.

De bron van deze basaltproduktie van uitzonderlijke omvang moet worden gezocht in een grote hoeveelheid materiaal uit de aardmantel (tussen de onderkant van de aardkorst en de bovenkant van de aardkern op ca. 2900 km diepte), dat als een reusachtig bloemkoolvormig lichaam omhoog gekomen is. Dergelijke mantelpluimen van kleinere omvang zijn wel bekend. Zij geven aanleiding tot verhoogde uitvloeiing van basalt en tot regionaal hogere temperaturen in de aardkorst. IJsland is een voorbeeld van een veel jongere mantelpluim in de Atlantische Oceaan.

De oorsprong van de mantelpluim die in de Krijt-Periode onder de Stille Oceaan naar boven kwam, moet diep in de mantel worden gezocht, in de buurt van de aardkern. De verstoring van de temperatuurgradiënt op deze diepte, kan ook invloed hebben gehad op convectiestromen in de vloeibare, buitenste schil van de kern waar het aardmagnetisme zijn oorsprong heeft. In ieder geval is de chronologische correlatie tussen de uitzonderlijke basaltproduktie en het rustige magnetische interval zo duidelijk, dat een causaal verband onontkoombaar lijkt.