Los geofísicos de la Universidad de Leeds Yon Mound y Phil Livermore creen que en un par de miles de años habrá una inversión del campo magnético de la Tierra. Los científicos británicos presentaron sus hallazgos en una columna de The Conversation. "Lenta.ru" proporciona las principales tesis de los autores y explica por qué los geofísicos probablemente tengan razón.
El campo magnético protege a la Tierra de la peligrosa radiación cósmica al desviar las partículas cargadas del planeta. Sin embargo, este campo de fuerza no es permanente. En toda la historia del planeta, ha habido al menos varios cientos de inversiones de campo magnético, cuando los polos magnéticos norte y sur se intercambiaron.
En el proceso de inversión de polaridad, el campo magnético del planeta adquiere una forma compleja y se debilita. Durante este período, su valor puede caer al diez por ciento del valor original y al mismo tiempo no se forman dos polos, sino varios, incluido, por ejemplo, en el ecuador. En promedio, las inversiones del campo magnético ocurren una vez cada millón de años, pero el intervalo entre las inversiones no es constante.
Además de las inversiones geomagnéticas, las inversiones incompletas ocurrieron en la historia de la Tierra, cuando los polos magnéticos se movieron a latitudes bajas, hasta la intersección del ecuador, y luego regresaron. La última vez que se produjo una inversión geomagnética, el llamado fenómeno Brunes-Matuyama, ocurrió hace unos 780 mil años. Una inversión temporal, el evento de Lashamp, ocurrió hace 41 mil años y duró menos de mil años, durante los cuales la dirección del campo magnético del planeta cambió durante unos 250 años.
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Tierra desde la órbita
Foto: Stuart Rankin / Flickr
Los cambios en el campo magnético durante la inversión debilitan la protección del planeta contra la radiación cósmica y aumentan el nivel de radiación en la Tierra. Si la inversión geomagnética ocurriera hoy, aumentaría drásticamente los riesgos para el funcionamiento de los satélites cercanos a la Tierra, la aviación y la infraestructura eléctrica terrestre. Las tormentas geomagnéticas que ocurren con un fuerte aumento de la actividad solar brindan a los científicos la oportunidad de evaluar las amenazas que puede enfrentar el planeta cuando su campo magnético se debilita abruptamente.
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En 2003, una tormenta solar provocó cortes de energía en Suecia y requirió cambios en las rutas de transporte aéreo para evitar interrupciones temporales de la red y reducir los riesgos de radiación para los satélites y la infraestructura terrestre. Pero esta tormenta se considera insignificante en comparación con el evento de Carrington, la tormenta geomagnética de 1859, cuando se produjeron auroras incluso en las cercanías de las islas del Caribe.
Mientras tanto, el impacto específico que una gran tormenta podría tener en la infraestructura electrónica actual aún no está claro. Ciertamente, podemos decir que el daño económico de los cortes de energía, los sistemas de calefacción, el aire acondicionado, la ubicación geográfica e Internet será muy significativo: solo según estimaciones aproximadas, se estima en al menos $ 40 mil millones por día.
El impacto directo que producirá la inversión del campo magnético en los seres vivos y las personas también es difícil de predecir: el hombre moderno en toda la historia de su existencia no se ha encontrado con tal evento. Hay estudios que intentan vincular las reversiones geomagnéticas y la actividad volcánica con extinciones masivas. Sin embargo, Mound y Livermore señalan que no hay una activación notable del vulcanismo, por lo que lo más probable es que la humanidad tenga que lidiar exclusivamente con los efectos electromagnéticos.
El campo magnético de la Tierra 500 años antes de la inversión (según el modelado de supercomputadoras)
Imagen: GA Glatzmaier
El campo magnético de la Tierra inmediatamente después de la inversión (según el modelado de supercomputadoras)
Imagen: GA Glatzmaier
El campo magnético de la Tierra después de 500 años de inversión (según el modelado de supercomputadoras)
Imagen: GA Glatzmaier
Se sabe que muchas especies de animales tienen alguna forma de magnetorrecepción, lo que les permite detectar cambios en el campo magnético de la Tierra. Los animales utilizan esta función para navegar durante largas migraciones. Aún no está claro qué efecto tendrá la inversión geomagnética en tales especies. Solo se sabe que los pueblos antiguos lograron sobrevivir con éxito al evento de Lashamp, y la vida en el planeta durante toda la historia de su existencia se ha enfrentado a reversiones completas del campo geomagnético cientos de veces.
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Dos circunstancias, la edad del fenómeno Brunes-Matuyama y el debilitamiento observado del campo geomagnético de la Tierra en aproximadamente un cinco por ciento por siglo, sugieren con cautela que una inversión puede ocurrir dentro de los próximos dos mil años. Es difícil nombrar fechas más exactas. El campo magnético del planeta es generado por un núcleo líquido de hierro y piedra que obedece a las mismas leyes de la física que la hidrosfera y la atmósfera.
Mientras tanto, la humanidad ha aprendido a predecir los cambios climáticos con solo unos días de anticipación. En el caso del núcleo ubicado a una profundidad de unos tres mil kilómetros de la superficie terrestre, la situación es mucho más complicada, principalmente por la escasez de información sobre la estructura y procesos que ocurren en el interior del planeta. Los científicos tienen a su disposición información aproximada sobre la composición y estructura del núcleo, así como una red global de observatorios geofísicos terrestres y satélites en órbita que pueden medir cambios en el campo geomagnético y así rastrear el movimiento del núcleo de la Tierra.
Realmente no se sabe mucho sobre el núcleo del planeta. Por ejemplo, solo recientemente los científicos japoneses, en experimentos de laboratorio que simulaban las condiciones dentro de la Tierra, establecieron de manera confiable que su tercer componente principal es el silicio: representa aproximadamente el cinco por ciento de la masa del núcleo de la Tierra. Otras acciones están en hierro (85 por ciento) y níquel (10 por ciento). Como es habitual en tales casos, quedaron los partidarios de la hipótesis alternativa del tercer elemento, que creen que no es silicio, sino oxígeno.
Mapa de color de Mercurio
Foto: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Flickr
Los pequeños científicos conocen la estructura del manto del planeta. Hace solo tres años se conoció de manera confiable que en la capa de transición entre el manto superior e inferior, a una profundidad de 410-660 kilómetros, hay vastas reservas de agua. Posteriormente, estos datos fueron confirmados repetidamente. Un análisis más detallado mostró que el agua también puede estar contenida en las capas subyacentes, a una profundidad de unos mil kilómetros. Pero incluso en este caso, no se sabe si está disperso en toda la capa o si ocupa solo ciertas áreas locales.
Al subir más alto, los científicos se enfrentan a otro problema: la naturaleza y el origen de la tectónica de las placas litosféricas. Estrictamente hablando, la Tierra es considerada el único planeta del sistema solar donde hay tectónica, pero nadie sabe aún cuándo y por qué surgió. Responder a estas preguntas nos permitiría rastrear el pasado y el futuro de los continentes, en particular, la etapa actual del ciclo de Wilson. Los científicos presentaron los datos preliminares una vez más en una conferencia especializada celebrada en 2016.
La naturaleza del campo magnético del planeta es el mayor problema geofísico. Se sabe con certeza que, además de Mercurio, la Tierra y cuatro gigantes gaseosos, Ganímedes, el satélite más grande de Júpiter, también tiene una magnetosfera, pero se sabe muy poco cómo el planeta sostiene su propia magnetosfera. Hasta ahora, a disposición de los científicos existe prácticamente la única teoría de la geodinamo. Según esta teoría, en las entrañas del planeta hay un núcleo metálico con un centro sólido y una capa líquida. Debido a la desintegración de los elementos radiactivos, se libera calor, lo que conduce a la formación de flujos convectivos de un fluido conductor. Estas corrientes generan el campo magnético del planeta.
Aunque la teoría del geodinamo es prácticamente indiscutible, causa grandes dificultades. Según la magnetohidrodinámica clásica, el efecto dínamo debería decaer y el núcleo del planeta debería enfriarse y endurecerse. Todavía no hay una comprensión exacta de los mecanismos por los cuales la Tierra mantiene el efecto de autogeneración de dínamo junto con las características observadas del campo magnético, principalmente anomalías geomagnéticas, migración e inversión de polos.
El reciente descubrimiento de un chorro de hierro dentro del núcleo de la Tierra, como lo señalaron Mound y Livermore, atestigua las crecientes capacidades de la ciencia para estudiar la dinámica de los procesos que ocurren en el interior del planeta. El chorro se formó en el núcleo exterior líquido de la Tierra en el área ubicada debajo del Polo Norte. El ancho del objeto es actualmente de 420 kilómetros. El jet ha alcanzado tales dimensiones desde 2000, aumentando cada año su ancho hasta 40 kilómetros.
Los geofísicos creen que el chorro de hierro que descubrieron es uno de los objetos que crean el campo magnético de la Tierra. En combinación con métodos numéricos y experimentos de laboratorio, este y otros descubrimientos, según los expertos, deberían acelerar enormemente el progreso en esta área de la geofísica. Mound y Livermore señalan que es posible que los científicos pronto puedan predecir el comportamiento del núcleo de la Tierra.
Yuri Sukhov
