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1950년대에 과학자들은 화성암이 식어서 굳을 때 그 속의 자성 광물(磁性鑛物)들이 나침반의 바늘과 같이 지구의 자기장에 영향을 받으면서 당시의 자기장 정보를 암석에 남긴다는 사실을 발견하였다. 즉 자성 광물로 구성된 암석은 자기장의 화석이라고 볼 수 있으며, 과학자들은 이 암석을 ‘해독’하여 과거의 자기장을 복원한다. 이를 ‘고지자기학(古地磁氣學, paleomagnetism)’이라고 한다.

미국 프린스턴 대학의 지질학자 겸 해군 예비역 소장이었던 해리 헤스(Harry Hess, 1906~1969)와 미국 연안측지조사국의 과학자 로버트 다이츠(Robert Deitz)는 해저가 확장하고 있다는 사실을 처음으로 생각한 사람들이었다. 그들은 지금의 해저 확장 이론과 유사한 이론을 각기 발표하였다. 1962년 처음으로 헤스는 해저가 확장되고 있다고 주장하였으나, 근거가 없었다. 헤스가 그의 가설을 다듬고 있을 때, 다이츠는 독립적으로 비슷한 모델을 제시하였다. 그의 가설은 지각 밑에 미끄러지는 면이 존재하는 것이 아니라, 암석권 밑에 미끄러지는 면이 존재한다고 주장했다는 점에서 헤스의 가설과는 차이가 난다.

헤스와 다이츠의 이론을 지지하는 결정적인 증거는 불과 1년 후에 발표되었다. 영국의 지질학자인 프레더릭 바인(Frederick Vine)과 드러먼드 매슈스(Drumond Matthews)는 지각에 남아 있는 주기적인 자기 역전 현상에 대한 정보를 찾았다. 바인은 대양 산령 주변에서 얻은 자료를 통해 자성 광물들의 자기장이 지구 자극의 역전 현상을 잘 보여 주고 있음을 확인하였다(지구의 자기장은 과거 8000만 년 동안 170회 정도 역전 현상을 거듭했다). 확장이 시작되는 곳으로부터 바깥쪽으로 자기 극성(極性)이 변화하는 패턴이 해저에 남아 있다. 산령의 양쪽에서 비슷한 변화 패턴이 나타난다. 확장이 지속되면서 새로운 자성 면이 만들어지고, 이전의 자성 면은 산으로부터 멀어진다. 따라서 가늘고 긴 자성 면들은 지각판 이동 및 해저 확장의 증거가 될 수 있다.