Disminución del Magnetismo Terrestre: Causas y Consecuencias
Si bien la pandemia del coronavirus ha resultado más que suficiente para hacer del 2020 un año atípico, durante el transcurso del mismo estamos asistiendo a otros fenómenos que por inusuales y en ocasiones preocupantes están dando bastante de que hablar a los expertos en sus respectivas materias. Así, a principios de abril, el Sentinel-5P mostraba como condiciones atmosféricas poco habituales habían motivado el desplome de los niveles de ozono en el Ártico provocando la apertura de un "miniagujero". De igual manera, a finales del mismo mes, una investigación llevada a cabo por la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto de Oceanografía Scripps informaba de que la debilitación de los vientos en el océano Pacífico provocaron en 2019 una anómala ola de calor marina veraniega que batió récords conocida como Blob 2.0.
Ahora, gracias a la constelación de satélites SWARM de la Agencia Espacia Europea, los científicos han podido comprobar cómo en un área que abarca desde África hasta Sudamérica, el campo magnético terrestre se está debilitando gradualmente, un fenómeno que han bautizado como la “anomalía del Atlántico Sur”.
¿Qué es el Campo Magnético Terrestre?
El campo magnético terrestre es básico para la vida en nuestro planeta. Esta compleja fuerza dinámica nos protege de la radiación cósmica y las partículas cargadas de energía procedentes del Sol. En gran parte es generado por el océano de hierro fundido supercaliente y turbulento que conforma el núcleo exterior de la Tierra, a unos 3.000 kilómetros bajo nuestros pies.
Como si se tratase del conductor giratorio de la dinamo de una bicicleta, este crea corrientes eléctricas que, a su vez, generan nuestro campo magnético en constante cambio. Este campo, lejos de ser estático, varía con el tiempo tanto en fuerza como en dirección. De hecho, estudios recientes han demostrado que en la actualidad, la posición del polo norte magnético está cambiando a gran velocidad.
Y es que en los últimos doscientos años, el campo magnético ha perdido, de media global, alrededor del 9 % de su fuerza. Entre África y Sudamérica se ha formado una extensa región de menor intensidad magnética, que como indicábamos tan solo unas líneas atrás se conoce como la anomalía del Atlántico Sur.
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Ya entre 1970 y 2020, la intensidad mínima del campo mágnético en esta zona descendió de alrededor de 24.000 a 22.000 nanoteslas (el tesla es la es la unidad de inducción magnética del Sistema Internacional de Unidades) al tiempo que el área de la anomalía ha aumentado y se ha desplazado hacia el oeste a un ritmo de unos 20 kilómetros al año. Además, según indican los datos, en los últimos cinco años ha surgido un segundo centro de intensidad mínima al suroeste de África, lo que sugiere que la anomalía del Atlántico Sur podría estar dividiéndose en dos.
La Anomalía del Atlántico Sur
El modelo del dipolo terrestre suele representarse como una potente barra dipolar en el centro del planeta, inclinada unos 11° con respecto al eje de rotación. No obstante, el crecimiento de la anomalía del Atlántico Sur indica que los procesos involucrados en la generación del campo son mucho más complejos. Los modelos dipolares son incapaces de explicar la reciente evolución del segundo mínimo.
Los científicos del Grupo de Datos, Innovación y Ciencia Swarm -DISC- están empleando datos de la constelación de satélites Swarm de la ESA para entender mejor esta anomalía. Los satélites Swarm están diseñados para identificar y medir con precisión las distintas señales magnéticas que conforman el campo magnético de la Tierra.
Este descenso en la intensidad que en el Atlántico Sur entra dentro de lo que se consideran niveles de fluctuación normales del campo magnético.
Jürgen Matzka, del Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ), explica: “El nuevo mínimo oriental de la anomalía del Atlántico Sur lleva una década formándose, aunque en los últimos años se ha acelerado su desarrollo. Tenemos mucha suerte de contar con los satélites Swarm para investigar la evolución de esta anomalía. El reto ahora es entender los procesos en el núcleo terrestre que provocan estos cambios”.
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Tabla: Cambios en la Intensidad del Campo Magnético en la Anomalía del Atlántico Sur
| Año | Intensidad Mínima (nanoteslas) |
|---|---|
| 1970 | 24.000 |
| 2020 | 22.000 |
¿Es Inminente una Inversión de los Polos?
Se ha especulado sobre si el actual debilitamiento del campo es un signo de que la Tierra se acerca a una inminente inversión de los polos norte y sur, que se intercambiarían. A nivel superficial, la anomalía del Atlántico Sur no es motivo de alarma. Sin embargo, es más probable que los satélites y otras naves que sobrevuelen la zona experimenten fallos técnicos, dada la mayor debilidad del campo magnético en esa región, lo que permite que las partículas cargadas penetren hasta las altitudes de los satélites en órbita baja terrestre.
El misterio del origen de la anomalía del Atlántico Sur aún está por resolver. La evolución del campo geomagnético en el pasado se conoce gracias a las reconstrucciones globales, regionales y locales que se realizan a partir de los datos instrumentales (de satélites y observatorios), históricos y, para épocas más antiguas, paleomagnéticos.
Lamentablemente, la base de datos paleomagnéticos está muy pobremente distribuida espacio-temporalmente, incluso en el periodo con más datos disponibles, los últimos 3000 años. Su efecto en la seguridad con la que conocemos el campo geomagnético en el pasado y su cuantificación serían de vital importancia para dar respuesta a las preguntas con las que comenzamos esta sección.
Implicaciones y Estudios Recientes
Además, la evolución del campo geomagnético en el pasado no es únicamente utilizada en el marco del Geomagnetismo, sino que existen múltiples aplicaciones a otras disciplinas.
Se ha generado el primer modelo global, que se ha llamado SHAQ3k, para los últimos 3000 años, basado en datos arqueomagnéticos y volcánicos, mediante un esquema de pesado de datos de calidad. Los resultados obtenidos reafirman la necesidad de aumentar la base de datos del Hemisferio Sur.
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Uno de los resultados más interesantes obtenidos gracias al modelo presentado en esta tesis es la aparición de un mínimo de intensidad en la superficie de la Tierra en el Hemisferio Sur y a bajas latitudes en torno al año 1000 a.C. que se desplaza rápidamente hacia el oeste en los siguientes 1500 años, para estabilizarse sobre la región central y sur de África en torno al año 500 d.C., donde comienza a crecer. Esta característica no se había visto hasta ahora en el resto de modelos globales, y podría arrojar luz sobre el origen de una de las características del CMT más importantes de la actualidad, la aparición de la SAA.
También se ha observado que, a partir del año 1000 - 1500 d.C. el mínimo de intensidad en superficie que estaba creciendo sobre África comienza a desplazarse hacia el oeste de nuevo, dando lugar a lo que hoy en día se conoce como SAA. Asimismo, se ha observado un lóbulo de flujo inverso en la superficie manto - núcleo externo, que se considera el precursor de la SAA.
Se ha sistematizado una metodología nueva, la transfer entropy (Schreiber, 2000), para estudiar la relación entre las series temporales del campo geomagnético y el clima. Existe una transferencia de información entre el momento dipolar derivado de los modelos arqueomagnéticos y las reconstrucciones de la irradiancia solar basadas en registros de 10Be. Esto se traduce en que la corrección del ritmo de producción de los radionúclidos del 10Be por el campo magnético terrestre se ha subestimando. Es decir, han sido erróneamente asignadas a la variabilidad solar fluctuaciones del registro isotópico que están relacionadas con variaciones geomagnéticas.
El Evento de Laschamps
El último de estos fenómenos, denominado evento de Laschamps, tuvo lugar hace unos 42.000 años, a finales de la última glaciación. En aquella ocasión el campo magnético no solo se invirtió, sino que perdió fuerza a lo largo de varios cientos de años. Su estudio podría arrojar luz acerca de las causas de estos episodios, todavía sumamente desconocidos para la ciencia.
Ahora un equipo científico de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Australia con la participación del Centro de Investigación de Geociencias de Postdam y el Instituto Alfred Wegener de Alemania ha analizado con técnicas de radiocarbono restos de árboles kauri fosilizados encontrados en Nueva Zelanda para cuantificar y analizar con precisión este evento magnético y sus efectos asociados.
Las simulaciones basadas en los datos obtenidos muestran la existencia de una fuerte reducción del cambio magnético a lo largo de un período de unos 500 años, lo cual afectó de manera considerable a la atmósfera terrestre. El campo magnético terrestre se debilitó hasta un 6% durante unos 500 años, han comprobado los investigadores.
Los resultados de los análisis muestran que el campo magnético terrestre se debilitó entre un 0 y 6% durante un período de aproximadamente 500 años en el que los polos permanecieron invertidos, con una intensidad de campo que varió por debajo del 28 por ciento del valor actual, solo para invertirse nuevamente en el transcurso de aproximadamente 250 años. Esta clasificación cronológica exacta ahora es posible vinculando diferentes conjuntos de datos.
Consecuencias de la Disminución del Campo Magnético
Con la disminución del campo magnético, la Tierra está perdiendo un importante escudo protector contra la radiación cósmica, lo cual se refleja en el aumento de los niveles del isótopo de carbono radiactivo 14 en los árboles a causa de un mayor bombardeo de partículas cósmicas cargadas eléctricamente.
Con el fin de profundizar en la investigación de los efectos del debilitamiento del campo magnético en la atmósfera de la Tierra en el clima mundial, los investigadores llevaron a cabo simulaciones de la composición química atmosférica. Entre otras cosas, encontraron una disminución del ozono en el período estudiado.
El campo magnético de la Tierra se ha debilitado un 9% en unos 170 años. Según Nowaczyk, es importante analizar más a fondo los efectos del debilitamiento del campo magnético en esta dirección en vista de los desarrollos actuales, pues se conoce que este ya se ha estado debilitando durante unos 2.000 años. En comparación con las primeras mediciones directas de hace 170 años, se observó un debilitamiento del 9%, mientras que en otras zonas, como el Atlántico Sur, la disminución podría haber llegado incluso al 30%.
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