El Campo Geomagnético no cambiará de polaridad en el futuro cercano

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Impresión artística de la extensión en latitud de las auroras como consequencia de un debilitamiento del campo magnético terrestre.  Imágen de Huapei Wang (autor principal del estudio); el material es cortesia de” NASA Earth Observatory” y editado por MIT News.

Los investigadores encuentran que la intensidad del campo geomagnético actual es el doble de su valor histórico promedio, correspondiente a un largo período de tiempo.                                                                                                                                                                       

La intensidad del campo geomagnético ha estado descendiendo durante los últimos 200 años, a un ritmo que algunos científicos sospechan conduzca a un valor mínimo en 2000 años, dejando temporalmente desprotegido al planeta contra el daño que causarían las partículas cargadas provenientes del Sol. Esta caída en la intensidad está asociada con la inversión periódica del campo geomagnético, en la cuales los polos terrestres Norte Y Sur cambian su polaridad, y pueden pasar unos cuantos miles de años antes de retornar a una intensidad de campo estable que nuevamente nos proteja.

Con un campo geomagnético debilitado, el aumento de radiación solar que llegaría a la superficie terrestre dañaría la electrónica desde los marcapasos a las redes de distribución y también causaría mutaciones biológicas. Una reversión del campo magnético terrestre también afectaría la navegación de los animales que usan dicho campo como una brújula interna.

Pero de acuerdo a un nuevo estudio de MIT (Massachusetts Institute of Technology) publicado en el “Proceedings of the National Academy of Sciences”, el campo geomagnético no está en peligro de invertirse en el futuro cercano: Los investigadores calcularon la intensidad estable media del campo geomagnético en los últimos 5 millones de años y encontraron que la intensidad actual es cerca del doble del valor medio histórico. Esto indica que la intensidad del campo geomagnético actual tiene todavía por delante  un largo período de descenso antes de alcanzar un valor inestable que pudiese conducir a una inversión.

“Hace una gran diferencia conocer si la intensidad del campo actual está en el valor medio histórico o por encima de él”,dice el autor principal Huapei Wang, un postdoctorando del Departamento de Ciencias Terrestres, Atmosféricas y Planetarias de MIT. “Nosotros sabemos ahora que  los valores del campo están bien por encima de los valores inestables. Aún si la intensidad del campo estuviese disminuyendo quedaría igual por delante un importante período sin problemas.

Historia de las inversiones.                                     

La Tierra ha sufrido múltiples inversiones geomagnéticas durante su historia, invertiendo su polaridad en intervalos aleatorios. “Algunas veces no ocurrieron cambios en 40 millones de años; otras hubieron 10 inversiones en 1 millón de años”, dijo Wang.” En promedio, el tiempo entre dos inversiones son unos pocos cientos de miles de años. La última inversión fué hace 780.000 años, así  que hoy existe un retraso en la ocurrencia.”

El signo más obvio de una inversión inminente es que la intensidad del campo magnético esté significativamente por debajo de su valor medio histórico a largo plazo, un signo de que el planeta se dirige hacia un estado inestable. Mientras que tanto los satélites como los observatorios terrestres han tomado medidas precisas de la intensidad  del campo durante los últimos 200 años,  hay menos estimaciones confiables de los últimos millones de años.

Wang y sus colegas, de la Universidad Rutgers y de Francia, buscaron de medir el campo paleomagnético terrestre utilizando rocas antiguas procedentes de volcanes de las islas Galápagos, un lugar ideal, ya que la cadena de islas está sobre el ecuador. Como la configuración del campo magnético terrestre en su estado estable, es un dipolo, la intensidad del campo debería ser igual en ambos polos, y la mitad de la misma en el ecuador.

Wang razonó que conociendo la intensidad del campo paleomagnético en el ecuador y en los polos daría entonces una estimación precisa del valor medio histórico de la intensidad.

El magnetismo en las rocas

Wang obtuvo muestras de antiguas lavas volcánicas de las Galápagos, mientras que sus colegas de la “Scripp Institution of Oceanography de la Universidad de California en San Diego, obtuvieron rocas de edad similar en la Antártida. Estas rocas volcánicas mantienen la información de la intensidad del  campo geomagnético en el momento que se solidificaron.

Los dos equipos llevaron las muestras a sus respectivos laboratorios, y midieron la magnetización natural remanente u orientación de las partículas ferromagnéticas. Ellos luego calentaron las rocas, y las enfriaron en presencia de un campo magnético conocido, midiendo la magnetización de las rocas enfriadas.

La magnetización remanente en las rocas, es proporcional al campo magnético existente cuando se solidificaron. Entonces, usando los datos de sus experimentos, los investigadores fueron  capaces de calcular el pico de la distribución de intensidades del campo paleomagnético terrestre, en el ecuador (alrrededor de 15 microteslas) y en los polos ( alrrededor de 30 microteslas). Hoy las intensidades en esas mismos lugares son de alrrededor de 30 microteslas y 60 microteslas respectivamente, duplicando así el valor medio histórico  correspondiente a un período largo de tiempo.

“Esto significa que el valor actual es anormalmente grande, y aún si está descendiendo, lo está haciendo hacia el valor medio, y no desde el valor medio a valores menores”, dijo Wang.

Lejos de cero.

Entonces ¿porqué los científicos asumieron que el campo está descendiendo a valores muy bajos?. Surge así que esta afirmación está basada en datos históricos defectuosos, dijo Wang

Los científicos han estimado la intensidad paleomagnética en varias latitudes, pero  los datos de Wang son los primeros tomados en regiones ecuatoriales. No obstante, Wang se dió cuenta que los científicos estaban malinterpretando la forma en que el campo era retenido en las rocas, conduciéndolos  a estimaciones inexactas de la intensidad paleomagnética. Específicamente, los científicos asumían que cuando los distintos granos ferromagnéticos de roca  se enfriaban, el spin de sus elctrones no apareados tomaba una orientación uniforme, reflejando la intensidad del campo magnético.

Sin embargo, este efecto ocurre sólo hasta determinado tamaño de grano. En granos grandes, el spin de los electrones no apareados, presenta diferentes orientaciones en distintos dominios del grano, complicando entonces la visualización de la intensidad del campo.

Wang desarrolló un método para la corrección de este efecto de multidominio, y lo aplicó a sus muestras de lava de las Galápagos. Los resultados dijo, son más confiables que las estimaciones anteriores  del campo paleomagnético.

¿Cuándo experimentará la Tierra la próxima inversión?. Wang dijo que “la respuesta todavía está en el aire”.

“Lo que puedo decir, es que si se mantiene el ritmo actual de decrecimiento, tomará unos mil años para que el campo alcance su valor medio histórico (correspondiente a un período largo). De ahí en adelante, la intensidad aumentará nuevamente. No hay manera realmente de predecir lo que ocurrirá después de esto, dada la naturaleza aleatoria del proceso magnetohidrodinámico del geodínamo.

Como los resultados sugieren que la intensidad actual del campo es anormalmente alta, John Tarduno, un profesor de Geofísica de la Universidad de Rochester, dice que los científicos tendrán que reconsiderar las fuerzas que afectan al campo geomagnético.

“Ellos están hablando de cambios en escalas de tiempo más cortas, un millón de años o menos, y grandes cambios en la componenetes del dipolo de los campos magnéticos.” dice Tarduno. “Esta es una idea desafiante. Si es correcta, nos hará realmente pensar diferente sobre el dínamo, y cómo esos cambios pueden ocurrir.” Fuente: MIT News.       Artículo original: http://news.mit.edu/2015/earth-not-due-geomagnetic-flip-near-future-1123 

Artículos relacionados y links

Para el público general:

  • NASA -:  http://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/29dec_magneticfield.html  Posee links a sitios calificados
  • NASA -: http://image.gsfc.nasa.gov/poetry/magnetism/magnetism.html También posee muchos link calificados  a subtemas .
  • ESA – http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/The_Living_Planet_Programme/Earth_Explorers/Swarm/ESA_s_magnetic_field_mission_Swarm  La página de la constelación de satéilites SWARM de la Agencia Espacial Europea, contiene materiales, videos, galería de imágnes, datos, resultados de meetings científicos, etc.
  • ESA_: http://www.esa.int/esasearch?q=geomagnetism Página  de la ESA en Geomagnetismo con muchos artículos.
  • NOAA_: http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/faqgeom.shtml “Frequent Asked Questions” de la National Oceanic and Atmopheric Administration de los Estados Unidos de América, hace una presentación original y completa del tema a través de preguntas y respuestas.
  • USGS -: http://geomag.usgs.gov/  Página de Geomagnetismo del “United States Geological Survey”, con toda la información. Vaya a la pestaña “Learn” y encontrará los artículos explicativos.
  • BGS -: http://www.geomag.bgs.ac.uk/education/earthmag.html La página  de la “British Geologycal Survey”  que aborda el tema en forma detallada, además de tener varias entradas a temas relacionados que contienen videos, gráficas, fotos, etc., que utiliza el sistema de preguntas y respuestas para presentar los temas.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Links en español:
  • Phys6-: http://phy6.org/  “Sitios Web en Astronomía, Física, Navegación Espacial y Geomagnetismo”, sitio calificado administrado por el Dr. David Stern del “NASA Goddard Space Center”, que por su trascendencia ha sido traducido a varios idiomas, en particular al español. Allí encontrará un tratamiento exhaustivo del tema, en las entradas : “La Tierra, el Gran Magneto”, y “La Exploración de la Magnetósfera Terrestre”. También está tratado el tema en la entrada “Desde Los Observadores del Cielo a Las Naves Espaciales”.
  • Ventanas al Universo: http://www.windows2universe.org/earth/Magnetosphere/overview.html&lang=sp, Un sitio excelente de la Asociaicón Nacional de Maestros de Ciencias de La Tierra (de los Estados Unidos) y patrocinado parcialmente por la NSF (Fundación Nacional para la Ciencia) y NASA .
  • Wikipedia-: https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre  Una buena descripción del Campo Magnético Terrestre, y que contiene links a sitios relacionados .                                                                                                                               
  • Hyperphysics-: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/magearth.html Una página de la Georgia State University.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Artículos
  • http://www.nasa.gov/topics/earth/features/2012-poleReversal.html  La inversión de la polaridad magnética ha sucedido todo el tiempo (en la escala geológica). Aclara que  en el registro geológico no hay  catástrofes naturales asociadas  a las inversiones de polaridad magnética, en particular las inversiones no coinciden en el tiempo con las 5 grandes extinciones masivas.
  • http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism SWARM revela el cambiante campo magnético terrestre.