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Publicó una revisión de la evidencia estratigráficas y de radioisótopo de esas ciertas regiones que soportaron las ideas de Alfred Wegener. Propuso dos originales supercontinentes separados por el Océano Tetis: Laurasia al norte del ecuador y Gondwana entre el hemisferio sur y el polo sur.
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Pionero en el uso de la datación radiométrica de minerales, y fue el primer científico en comprender las implicaciones mecánicas y térmicas de la convección del manto.
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Trabajo en una serie de investigaciones que argumentan la teoría de tectónica de placas, entre las que se encuentran la reflexión sísmica y la refracción en las plataformas oceánicas.
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Fundamentó la teoría con sus trabajos sobre las relaciones entre los arcos insulares, las anomalías gravitacionales del fondo marino, y la peridotita serpentinizada, y la sugerencia de que la convección del manto terrestre era la fuerza impulsora de este proceso.
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Desarrolló la teoría del ciclo supercontinental de Wilson (fallas de transformación) desplazamientos tectónicos de las bandas paleomagnéticas, estos desplazamientos eran la expansión del océano.
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Su trabajo sobre la datación de las inversiones geomagnéticas (cambio en el campo magnético de un planeta, de modo que las posiciones del norte magnético y el sur magnético se intercambian) hizo una importante contribución a la teoría de la tectónica de placas.
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Desarrolló la teoría del diluvio del Mar Negro (inundación masiva que ocasionó una expansión). Sus mediciones de anomalías magnéticas en el fondo del océano apoyaron la hipótesis de Morley-Vine-Matthews que explica la expansión del fondo marino.
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Relacionó las anomalías magnéticas de polaridad alterna, que se producen en el fondo del océano a ambos lados de una dorsal mediooceánica, con la expansión del fondo oceánico y la tectónica de placas.
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Hizo contribuciones fundamentales para el entendimiento de los terremotos y los procesos tectónicos que los causan.
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Sismólogo y colaborador entre otros que poco a poco fueron aportando información acerca de la estructura de los continentes, las cuencas oceánicas y el interior de la Tierra.
