remanencias primarias en lavas V.C. Ruiz-Martínez1 y M.L. Osete2 1 Dpto. de Geofísica, Facultad de C.C. Físicas, Univerisidad Complutense de Madrid, 28040 -Madrid, vcarlos@fis.ucm.es,; mlosete@fis.ucm.es(2) 2 Dpto. de Geofísica, Univerisdad Complutense de Madrid, mlosete@fis.ucm.es A total of 120 sites with geochronological control have been sampled in the Transmexican Volca­ nic Belt (TMVB). They span the spatial and temporal activity of this volcanic arc. The mean paleo- magnetic directions, obtained from volcanic rocks in the age range 10-5 Ma and 5-0 Ma, do not differ from their respective reference directions. In both data sets, virtual geomagnetic poles (VCPs) have been selected using Fisher's precision parameters and optimum cutoft angles (Vandamme, 1994). This results in a circularly symmetrical data distribution with normal and reverse modes that are indistinguishable from antipodal. VCP dispersions are consistent with those from globally dis­ tributed observations analysed by McFadden et al. (1991) and McElhinny & McFadden (1997) tor the Miocene and the Plio-Quaternary, respectively. Abnormally low scatters of VCPs have been reported in previous studies of Miocene and Quaternary lavas of the TMVB. An analysis of all the published paleomagnetic data from this arc, when selected in terms of the same quality criteria, do not either support the persistence of a magnetic anomaly in the studied region, in agreement with the present study. Key words: paleomagnetism, geomagnetic dispersion, paleosecular variation of lavas, Transmexi­ can Volcanic Belt. INTRODUCCIÓN edad inferior a 780.000 años, y en dos secuencias de flujos últimos 5 Ma, en el cron de polaridad normal Brunhes, de ral Remanente (NRM (Magnetización Natural Remanente) ABSTRACT El conocimiento de la variación del campo geomagné- tico con el tiempo geológico ayuda a entender cómo fun­ ciona la geodinamo. Los estudios paleomagnéticos de la dispersión estadística de largo periodo de la dirección del campo geomagnético realizados a partir de lavas se deno­ minan “variación paleosecular de lavas” (PSVL). Estos estudios son numerosos para datos paleomagnéticos prove­ nientes de lavas de edades inferiores a 5 Ma globalmente distribuidas en la superficie terrestre, e incrementan sucesi­ vamente el número de datos disponibles utilizando diferen­ tes criterios de selección de los polos geomagnéticos virtuales (VGPs), p.ej., McElhinny & y McFadden (1997); ya que cumplen los requisitos estadísticos de constituir una serie de observaciones puntuales y aleatorias del campo para un periodo de tiempo suficientemente amplio para pro­ mediar su dispersión, pero corto geológicamente para que no sean necesarias correcciones para reconstruir las posi­ ciones relativas de los continentes. En cambio, para edades superiores a 5 Ma, los estudios son más escasos y por tanto basados en ventanas temporales geológicas más amplias (p.ej., Mc Fadden et al., 1991). Miocenos miocenos (-8-9 Ma). Se han encontrado valores de la desviación angular estándar (ASD ó SF) del campo geo­ magnético excesivamente pequeños, p.ej. Urrutia-Fucugau- chi (1997), Goguitchaichvili et al. (2002), en comparación con las observaciones globalmente distribuidas a la misma latitud (SF - 12.,1-13.,3 para 5-0 Ma, y SF « 17.,0-19.,7 para 22.,5-5.,0 Ma). Los autores atribuyen esta discrepancia bien a la ausencia del campo no dipolar como algunos autores sos­ tienen en la región del Pacífico, p.ej., Elmaleh et al. (2001), o bien a que la tasa de las erupciones fuera elevada y no se haya promediado adecuadamente la PSVL. En este estudio se analiza la dispersión geomagnética en los últimos 10 Ma a partir de 120 sitios muestreados en el TMVB y se reanalizan 216 sitios de entre los datos paleo­ magnéticos previamente publicados en el TMVB (recalcu­ lando en dos secuencias de flujos las direcciones medias en intervalos de la misma polaridad), habiéndose descartado las direcciones provenientes de 266 sitios sin control de edad, o con muestras parcialmente desimanadas, o con pará­ metros estadísticos de Fisher de N<5, k<20 ó cc95>10°. METODOLOGÍA Los escasos estudios sobre la PSVL realizados en el Cin­ turón Volcánico Transmexicano (TMVB) se centran, para los En el tratamiento de laboratorio, la Magnetización Natu- Geo-Temas 6(4), 2004 mailto:vcarlos@fis.ucm.es mailto:mlosete@fis.ucm.es 336 V.C. RUIZ-MARTÍNEZ Y M.L. OSETE Figura 1. Proyección de igual área de los 120 VGPs analizados en este estudio (izquierda: 10-5 Ma; derecha: 5-0 Ma) con las direcciones rechazadas (se indica el número de la iteración) y seleccionadas (dentro de la circunferencia centrada en la dirección media y de radio el angulo de corte óptimo) por el método iterativo de Vandamme (1994). de las muestras se desimanó tanto térmicamente como por campos alternos decrecientes. Las componentes caracterís­ ticas de las muestras se han determinado incluyendo al menos cinco puntos de la desimanación progresiva, y han sido calculadas mayoritariamente por análisis de la compo­ nente principal, y sólo en algunas estructuras parcialmente reimanadas (fundamentalmente por caída de rayos o altera­ ción hidrotermal) con el análisis de círculos máximos, com­ binando a veces con direcciones lineales. Atendiendo a los criterios de calidad anteriormente mencionados, 12 de los 120 sitios muestreados se han rechazado para este análisis al no poderse obtener su dirección característica con un pará­ metro de precisión de k>20. La metodología iterativa empleada, para cada subgrupo de VGPs estudiado, ha sido: 1. No excluir a priori ningún sitio en función de la lati­ tud de su VGP para no “ignorar” la posible existen­ cia de efectos tectónicos que afectaran a la distribución global de VGPs. 2. Calcular la dirección media de la selección de VGPs. 3. Calcular si la distribución se ajusta a una distribu­ ción de Fisher. 4. Calcular la dispersión entre sitios, ST, a partir de las distancias angulares A. de cada uno de los N VGPs con respecto a la media de sus direcciones (o al eje de rotación en su caso): ST2 = Z A 2/ (N -l ). 5. Calcular la corrección producida por la dispersión de los correspondientes VGPs “dentro de cada sitio” (Sw). El cálculo de esta corrección se ha realizado a partir de la variación de la dispersión “dentro de cada sitio” de las direcciones (declinación e inclinación) de magnetización sw (que, a su vez, depende del número medio de muestras por sitio, ñ, y del co­ medio de los sitios) en función de la latitud, Cox (1970) : Sw2/ s w2 = 2 ( 1 + 3 sin2 À)2/ (5 + 3 sin2 À). 6. Calcular la desviación angular estándar corregida, I SF : S 2 = ST2 - Sw2 / ñ. 7. Calcular el ángulo de corte óptimo (distancia máxima a la media o al eje de rotación), variable para cada distribución de VGPs, determinado por Vandamme (1994), con respecto a la dispersión SF: 0 = 1,8 SF + 5o. 8. Utilizar este ángulo de corte para desechar aquellos VGPs cuya distancia angular a la media sea superior al ángulo de corte 0 . 9. Repetir el proceso desde el paso (ii) hasta la conver­ gencia del método (cuando todas las distancias angu­ lares de los VGPs son inferiores al ángulo de corte). 10. Calcular finalmente los límites de confianza al 95% de la desviación angular estándar (SF): el límite infe­ rior (SL) y el límite superior (5^), Cox (1969). RESULTADOS En todas las agrupaciones de VGPs (de ambas polarida­ des) analizadas en función de su edad (10-5 y 5-0 Ma) y procedencia (de este estudio o de la recopilación selectiva de estudios paleomagnéticos previos), la convergencia del método iterativo selecciona distribuciones fisherianas y con direcciones medias indistinguibles de las esperadas para su edad según el dipolo geocéntrico axial o la curva polar de deriva aparente para Norte América de Besse y Courtillot (2002). Las poblaciones de VGPs de polaridades normal e invertida resultantes son antipodales, con tests de inversión positivos. Se observa además que la dispersión geomagné- ' tica de las poblaciones de VGPs de polaridad invertida es siempre mayor que las de polaridad normal. Tanto la dirección media como la dispersión geomagné- tica de las poblaciones de VGPs de los sitios con edad infe­ rior a 5 Ma, resultantes de aplicar el método iterativo con Geo-Temas 6(4), 2004 DISPERSION DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE OBTENIDA A PARTIR DE REMANENCIAS PRIMARIAS EN LAVAS 337 5-0 Ma Figura 2. Dispersiones geomagnéticas obtenidas a partir de lavas del TMVB (120 sitios de este estudio y 216 recopilados selectivamente de la literatura), con sus límites superior es e inferiores de confianza al 95% (Cox, 1969), comparadas con las obtenidas a partii de observa­ ciones globalmente distribuidas analizadas por McFadden et al. ( 1991) y McElhinny y McFadden (1997) para el Mioceno y el Plio-Cuater- nario, respectivamente. respecto a la media o al eje de rotación, son estadística­ mente indistinguibles entre sí al 95% de confianza. En la figura 1 se muestra el estudio de la PSVL realizado en los sitios muestreados y seleccionados en este estudio (27 entre 10-5 Ma y 79 entre 5-0 Ma) para las poblaciones normales e invertidas juntas. El mismo procedimiento se ha realizado para los sitios seleccionados de la literatura paleomagnética en el TMVB (50 entre 10-5 Ma y 166 entre 5-0 Ma). La ASD producida por los distintos ángulos de corte óptimos resultantes obte­ nidos en cada agrupación de VGPs se muestran, con sus límites superior e inferior al 95% de confianza, en la figura 2, comparadas con las obtenidas a partir de las observacio­ nes globalmente distribuidas y ajustadas según el modelo G de la PSVL de McFadden et al. (1988). CONCLUSIONES La dispersión geomagnética en los últimos 10 Ma, obte­ nida a partir del conjunto de poblaciones de VGPS de pola­ ridades normales e invertidas del vulcanismo del cinturón volcánico Trans-Mexicano muestreado en este estudio (en el Mioceno Superior y en los últimos 5 Ma), es indistinguible, en cada una de las épocas y dentro de las incertidumbres estadísticas al 95% de confianza, de la desviación angular estándar de las observaciones globalmente distribuidas para la latitud de México, ajustadas por el modelo G para la PSVL. Aplicando la misma metodología y criterios de cali­ dad al conjunto de las datos obtenidos de la recopilación selectiva de los estudios previos realizados en México, se llega a las mismas conclusiones en los últimos 5 Ma, aunque no así en el Mioceno, donde los valores ligeramente meno­ res de la dispersión, sin ser anómalamente bajos, probable­ mente estén relacionados con un promedio insuficiente de la variación secular. Por tanto, no se observa en la región de México la controvertida persistencia de una región anómala desde el punto de vista geomagnético (la “ventana para el campo dipolar”) sostenida por algunos autores. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen las facilidades aportadas por el Instituto de Geofísica de la UNAM (México D.F.) para la realización de la campaña de muestreo de este trabajo. Tam­ bién al proyecto de la Unión Europea “Archeomagnetic applications for the rescue of cultural heritage (AARCH)”, HPRN-CT-2002-00219. REFERENCIAS Besse, J. and y Courtillot, V. (2002): Apparent and true polar wander and the Geometry of the magnetic Field in the last 200 Million Years. Journal o f Geophysical Rese­ arch, 107: no.bll, 2300, doi:10.1029/2000jb000050. Geo-Temas 6(4), 2004 338 V.C. RUIZ-MARTÍNEZ Y M.L. OSETE Cox, A. (1969): Confidence limits for the precision param­ eter k. Geophysical Journal o f the Royal Astronomical Society, 18: 545-549. Cox, A. (1970): Latitude dependence of the angular disper­ sion of the geomagnetic field. Geophysical Journal o f the Royal Astronomical Society, 20: 253-269. Elmaleh, A., Valet, J-P. y Herrero-Bervera, E. (2001): A map of the Pacific geomagnetic anomaly during the Brunhes chron. Earth and Planetary Science Letters, 193: 315- 332. Goguitchaichvili, A., Rosas-Elguera, J., Urrutia-Fucugauchi, J., Cervantes, M.A. y Caballero, C. (2002): Magnetic mineralogy, Paleomagnetism, and Magnetostratigraphy of Nayarit Volcanic Formations (Wester Mexico): A pilot study. International Geology Review, 44: 1-13. McElhinny, M.W., y McFadden, PL. (1997): Palaeosecular variation over the past 5 Myr based on a new generali­ zed database. Geophysical Journal International, 131: 240-252. McFadden, PL, Merrill, R.T. y McEllhinny, M.W. (1988): Dipole-Cuadrupole family modellig of paleosecular variation. Journal o f Geophysical Research, 93: 11583- 11588. McFadden, PL., Merrill, R.T., McEllhinny, M.W. y Lee. S. (1991): Reversals of the Earth’s magnetic field and tem­ poral variations of the dynamo families. Journal o f Geophysical Research, 96: 3923-3933. Urrutia-Fucugauchi, J. (1997): Comments on ‘A new method to determine paleosecular variation’ by D. Van- damme. Physics o f the Earth and Planetary Interiors, 102: 295-300. Vandamme, D. (1994): A new method to determine paleo­ secular variation. Physics o f the Earth and Planetary Interiors, 85: 131-142. Geo-Temas 6(4), 2004