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GEOCIENCIAS

El norte en cuestión

La disminución de la intensidad del campo magnético terrestre nutre al debate sobre el riesgo de que se inviertan nuevamente sus polos, tal como sucedió hace 780 mil años

AOES Medialab/ ESA Representación artística del campo magnético de la Tierra, generado en la parte exterior del núcleoAOES Medialab/ ESA

El comportamiento del campo magnético de la Tierra divide actualmente la opinión de los expertos que estudian cómo se origina y se mantiene ese escudo invisible que protege al planeta contra las partículas de energía provenientes del espacio. Con base en la reducción histórica de la intensidad de dicho campo que se ha registrado mediante diversos métodos científicos, algunos investigadores, como el geofísico italiano Angelo De Santis, del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología, en Roma, abonan la idea de que los polos magnéticos de la Tierra podrían hallarse a punto de iniciar un lento proceso de inversión, similar al que ocurrió hace 780 mil años, con el sur tomando el lugar del norte y viceversa. Otros sostienen que la intensidad del campo varía periódicamente sin que tal oscilación conduzca a un intercambio de la posición de los polos. “Un nuevo proceso de inversión estaría lejos de ocurrir”, dice el geofísico Ricardo Trindade, del Instituto de Geofísica, Ciencias Atmosféricas y Astronomía de la Universidad de São Paulo (IAG-USP).

El campo magnético, que se genera a partir del movimiento de un océano incandescente de hierro líquido en las profundidades de la Tierra, presenta un formato semejante a una rosquilla [toroide] que envuelve al planeta. El mismo se extiende por 63 mil kilómetros en la cara expuesta al Sol y por una distancia hasta 10 veces mayor en el lado opuesto. El campo magnético del planeta, sin embargo, no es estable y viene debilitándose en forma continua por lo menos desde 1832, cuando el físico y matemático alemán Carl Friedrich Gauss calculó por primera vez su intensidad. Desde ese entonces, mediciones más frecuentes y precisas que se efectuaron en observatorios en tierra y también por medio de satélites confirman que la intensidad disminuye a razón de 17 nanoteslas (nT) por año. El campo magnético tiene 66 mil nT en los polos y 22 mil nT sobre una franja del hemisferio sur que se extiende desde África hasta América del Sur. Ese ritmo de disminución sería suficiente como para que en algunos siglos el campo se debilite demasiado en algunas regiones y desencadene la migración de los polos magnéticos, que puede durar entre cientos y algunos miles de años, dejando a la Tierra más expuesta a las partículas provenientes del Sol y de otras regiones del espacio.

Una de las razones por las cuales los geofísicos están interesados en descubrir cuándo comienza la próxima migración radica en que esas partículas pueden causar daños a los satélites, a las redes de distribución de energía, en la atmósfera del planeta y también a los seres vivos. Desde hace al menos 30 años, algunos grupos sugieren que su inicio podría ocurrir dentro de algunas décadas, mientras que otros sostienen que no sucederá hasta dentro de miles de años. En busca de pistas de un inicio posible, los científicos usan datos de la intensidad actual y la de los últimos millones de años para alimentar modelos matemáticos que intentan predecir el comportamiento futuro del campo magnético.

Misión Swarm 2014/ ESA Aurora boreal registrada el 18 de enero de 2005 en la zona del lago Bear, en AlaskaMisión Swarm 2014/ ESA

Uno de los que apuestan a que un gran cambio podría arrancar en breve es Angelo De Santis. Junto con dos colaboradores, el geofísico italiano analizó el ritmo de expansión en los últimos 400 años del área en la que el campo magnético es más débil, la denominada anomalía magnética del Atlántico Sur (Amas). Esa región de campo magnético más débil, que permite que las partículas del viento solar ingresen a las capas altas de la atmósfera, permaneció estable durante un buen tiempo, pero a partir del siglo XIX comenzó a crecer a un ritmo acelerado. En la actualidad ocupa un área de 80 millones de kilómetros cuadrados, una superficie 10 veces mayor a la que ocupaba hace 200 años. En un artículo que salió publicado en 2013 en la revista Natural Hazards and Earth Systems Science, el grupo afirma que, de mantenerse esa velocidad de expansión, la Amas ocuparía casi la totalidad de un hemisferio para la década de 2030.

Si eso ocurre, se alcanzaría, según los científicos, un punto sin retorno. Con el campo magnético demasiado débil en una región tan vasta, comenzaría entonces la migración de los polos, que podrían asumir una configuración inversa a la actual, algo que, por otra parte, ya ha ocurrido en el pasado: en los últimos 70 millones de años, hubo, en promedio, una inversión cada 250 mil años (la última se produjo hace 780 mil años). “Todavía no contamos con evidencia convincente de que el campo magnético esté a punto de sufrir una inversión”, comentó De Santis en una entrevista realizada por e-mail. “Prefiero decir que tenemos pistas de que algo especial está ocurriendo”.

De Santis no está sólo. Al final de la década de 1980, el geofísico británico David Gubbins, por entonces investigador de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, analizó la reducción de la intensidad del campo magnético medida a lo largo del siglo pasado y propuso que esa debilitación podría explicarse por el desplazamiento en dirección al Polo Sur de una estructura más caliente ubicada en una región profunda del planeta, cuya localización en la superficie corresponderías a un área ubicada al sur de África. En un artículo que publicó en 1987 en la revista Nature, Gubbins sugirió que, si ambos hechos estuviesen relacionados, la disminución de la intensidad “ocasionalmente podría conducir a la inversión de los polos”. En un artículo de 2006 en la revista Science, él ratificó la idea de un inicio próximo de un proceso de inversión, al analizar la intensidad del campo magnético en los últimos 400 años registrada en materiales arqueológicos, arribando a la conclusión de que el ritmo de disminución de la intensidad, que era de 2 nT por año, se habría acelerado alrededor de siete veces a partir de 1840.

Origen profundo
En 2002, el geofísico francés Gauthier Hulot y su equipo en el Instituto de Física del Globo de París, robustecieron los argumentos de Gubbins. Ellos recurrieron a mediciones de la intensidad del campo efectuadas por satélites para abastecer modelos matemáticos e inferir lo que ocurría en el interior de la Tierra. En ese trabajo, que fue publicado en la revista Nature, los científicos concluyeron que ciertas regiones del núcleo externo del planeta con transporte de calor en sentido contrario al de la corriente principal del océano de hierro incandescente debilitaban el campo medido en la superficie y propusieron que ciertos patrones anormales de transporte precederían al inicio de una inversión.

Experto en el análisis del campo magnético de materiales arqueológicos, Ricardo Trindade, del IAG-USP, ya había constatado que el campo magnético sobre América del Sur se había empezado a debilitar 200 años antes de lo que se creía. De cualquier manera, él estima que una nueva inversión no comenzaría hasta dentro de unos mil años. “Aquéllos que plantean un inicio inminente solamente están considerando los datos de las últimas decenas o centenas de años, que son más precisos, pero no permiten identificar oscilaciones naturales de un fenómeno que se repite a escala de cientos de miles de años”, sostiene.

En un estudio reciente, el geofísico Wilbor Poletti, alumno de doctorado de Trindade, analizó la intensidad del campo magnético en artefactos cerámicos y rocas volcánicas de los dos últimos milenios. En un artículo que salió publicado en enero de este año en la revista Physics of the Earth and Planetary Interiors, el grupo sugiere que el campo magnético viene debilitándose al ritmo actual desde hace 1.300 años. “No hubo una aceleración en la tasa de declive”, comenta Poletti. “Si el ritmo actual no se altera, tendrán que transcurrir 2.400 años para que la intensidad se acerque a cero y la polaridad comience a invertirse”.


Otro estudio llevado a cabo este año aplaza bastante más el inicio de una inversión magnética. Basándose en datos de los últimos 2 millones de años, el geofísico estadounidense Bruce Buffett y el británico William Davis, de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, crearon un modelo que proyecta la evolución futura del campo. Los resultados, que fueron divulgados en el mes de febrero en la revista Geophysical Research Letters, indican que el riesgo de una nueva inversión sólo sería importante dentro de 50 mil años.

Cuando dicha inversión comience, ¿qué podría suceder con el planeta? Según el astrónomo Douglas Galante, investigador del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón, en Campinas, uno de los problemas sería el aumento de la llegada al planeta de partículas cargadas eléctricamente provenientes del Sol. Esas partículas son menos energéticas que las que derivan de las explosiones de estrellas en la galaxia y generalmente son desviadas por el campo magnético hacia la zona de los polos, provocando las auroras boreales y australes.

“Si el campo magnético no estuviera, o se debilitara demasiado, las partículas traídas  por el viento solar pasarían a interactuar con los gases de la atmósfera, alterando su composición y causando diversos efectos”, relata Galante. Si la inversión durara cientos de años, podría reducirse la capa de ozono destruyendo gases de efecto invernadero, provocando un enfriamiento del planeta. En caso de extenderse demasiado, parte de la atmósfera podría incluso dispersarse hacia el espacio. A corto plazo, además de los efectos sobre la atmósfera y los sistemas de energía y telecomunicaciones, el ingreso de una mayor cantidad de partículas provenientes del Sol y de radiación ultravioleta podría afectar a los animales, elevando el riesgo de contraer cáncer.

Proyecto
Análisis del campo geomagnético histórico de América del Sur (nº 13/16382-0); Modalidad Beca de doctorado; Investigador responsable Ricardo Ivan Ferreira da Trindade (IAG-USP); Becario Wilbor Poletti Silva; Inversión R$ 133.627,11

Artículo científico
POLETTI, W. et al. Continuous millennial decrease of the Earth’s magnetic axial dipole. Physics of the Earth and Planetary Interiors. v. 274, p. 72-86. ene. 2018.

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