Extendiéndose desde la Tierra como espagueti invisible se encuentra el campo magnético del planeta. Creado por la rotación del núcleo de la Tierra, este campo es importante para la vida cotidiana: protege al planeta de las partículas solares, proporciona una base para la navegación y podría haber jugado un papel importante en la evolución de la vida en la Tierra.
Pero, ¿qué pasaría si el campo magnético de la Tierra desapareciera mañana? Un mayor número de partículas solares cargadas bombardearía el planeta, colocando redes eléctricas y satélites en el fritz y aumentando la exposición humana a niveles más altos de radiación ultravioleta que causa cáncer. En otras palabras, un campo magnético perdido tendría consecuencias que serían problemáticas pero no necesariamente apocalípticas, al menos a corto plazo.
Y esas son buenas noticias, porque durante más de un siglo se ha debilitado. Incluso ahora, hay puntos especialmente débiles, como la Anomalía del Atlántico Sur en el hemisferio sur, que crean problemas técnicos para los satélites de órbita baja.
Lo primero que hay que entender sobre el campo magnético es que, incluso si se debilita, no va a desaparecer, al menos, no durante miles de millones de años. La Tierra debe su campo magnético a su núcleo externo fundido, que está hecho principalmente de hierro y níquel. El núcleo externo agitado es impulsado por la convección de calor liberado a medida que el núcleo interno crece y se solidifica, dijo John Tarduno, un geofísico de la Universidad de Rochester. (El núcleo interno crece aproximadamente un milímetro por año).
Este motor de campo magnético, conocido como dinamo, ha estado funcionando durante miles de millones de años. Los científicos piensan que la disposición central actual puede haberse establecido hace unos 1.500 millones de años, según una investigación de 2015 que encontró un salto en la fuerza del campo magnético en ese momento. Pero Tarduno y su equipo han encontrado evidencia de un campo magnético en la Tierra en los minerales más antiguos del planeta, circones, que datan de hace 4.200 millones de años, lo que sugiere que la actividad en el núcleo ha estado creando magnetismo durante mucho tiempo.
Tarduno le dijo a Live Science que no está claro por qué comenzó la dinamo, aunque es posible que el enorme impacto planetario que creó la luna podría haber sido el factor clave. Este impacto, que ocurrió tal vez 100 millones de años después de que la Tierra se uniera, podría haber sacudido cualquier estratificación o estratificación de materiales en el núcleo de la Tierra: imagina sacudiendo una botella de aceite y agua a escala planetaria. Esta interrupción podría haber promovido la convección que aún hoy impulsa la dinamo de la Tierra.
Eventualmente, el núcleo interno probablemente crecerá lo suficiente como para que la convección en el núcleo externo ya no sea eficiente, y el campo magnético fallará. Pero ese escenario está tan lejos que no vale la pena perder mucho sueño.
"Estamos hablando miles de millones de años", dijo Tarduno.
Debilitamiento del campo magnético
Mucho más relevante para la vida de los humanos es que el campo magnético se está debilitando. Los científicos han estado midiendo este debilitamiento directamente con observatorios magnéticos y satélites durante los últimos 160 años. Si el campo estaba vacilando antes de eso es un poco más oscuro, como es lo que hará a continuación. El campo magnético actualmente es aproximadamente 80% dipolar, dijo Tarduno. Eso significa que actúa principalmente como un imán de barra. Si pudieras colocar limaduras de hierro alrededor del planeta (y eliminar la influencia del sol, que arroja una corriente constante de partículas cargadas llamadas viento solar hacia la Tierra, soplando el campo magnético como un cabello largo en una brisa), el campo magnético resultante las líneas mostrarían un claro norte y sur. Pero el 20% del campo no es dipolar, lo que significa que es más complicado; Hay variaciones locales.
En el pasado, el campo magnético ha cambiado, intercambiando Norte y Sur. La última de estas reversiones ocurrió hace 780,000 años, alrededor de la era de Homo erectus. El debilitamiento del campo generalmente ha precedido estos cambios, lo que plantea dudas sobre si otro flip-flop es inminente. Pero el campo también se debilita a veces y luego se fortalece nuevamente sin voltear, un fenómeno llamado excursión.
Tarduno y su equipo han descubierto que un remolino extraño en el centro de Sudáfrica podría estar contribuyendo a parte de esta debilidad. Este remolino parece causar la Anomalía del Atlántico Sur, un punto débil conocido en el campo que se extiende desde aproximadamente 190 millas (300 kilómetros) al este de Brasil en gran parte de América del Sur. En esta área, las partículas cargadas del viento solar caen más cerca de lo habitual a la Tierra. La anomalía del Atlántico sur no es particularmente notable en el terreno. Pero los satélites en órbita terrestre encuentran partículas solares más dañinas allí, y los astronautas que han viajado a través de la región en la Estación Espacial Internacional han informado de fenómenos visuales de estrellas fugaces que se cree que son causados por niveles relativamente altos de radiación al nivel de la órbita terrestre baja allí. .
Una tierra libre de campos
Tarduno y su equipo sospechan que la variación en el manto bajo Sudáfrica podría haber sido el punto desencadenante de las inversiones de campo magnético en el pasado. La buena noticia es que, incluso si el campo se debilita o se prepara para voltear, no va a desaparecer; No hay evidencia de que el campo magnético haya desaparecido por completo durante una inversión.
Incluso si el campo se invierte, "todavía tendremos algo de campo magnético presente; solo será un campo magnético muy débil", dijo Tarduno.
¿Cómo sería este mundo con un campo magnético mínimo? Bueno, tu brújula no funcionaría, por un lado. "Simplemente apuntará hacia el campo magnético más alto", dijo Tarduno. "Podría estar muy cerca de ti; podría estar muy lejos".
Las luces del norte y del sur serían visibles desde las latitudes más bajas, porque estos espectáculos coloridos son el resultado de la interacción entre partículas cargadas lanzadas desde el sol en el viento solar y la magnetosfera de la Tierra. Actualmente, estas auroras aparecen cerca de los polos, siguiendo en gran medida las líneas de campo magnético Norte-Sur de la Tierra, pero un campo más débil permitiría que las partículas penetren en la atmósfera de la Tierra, iluminando el cielo más cerca del ecuador.
Las condiciones en la Anomalía del Atlántico Sur para los satélites podrían volverse comunes en todo el mundo, lo que causaría fallas técnicas. Las partículas solares pueden hacer ping a la electrónica, interrumpiendo bits de memoria en lo que se conoce como perturbaciones de evento único o SEU. Cuando las partículas solares interactúan con la capa cargada de la atmósfera de la Tierra llamada ionosfera, también liberan electrones de sus órbitas moleculares. Estos electrones libres interfieren con la transmisión de las ondas de radio de alta frecuencia utilizadas para la comunicación.
Las interacciones entre el viento solar y la atmósfera de la Tierra también pueden romper la capa de ozono con el tiempo, dijo Tarduno, lo que aumentaría la exposición colectiva a la radiación ultravioleta de la humanidad y aumentaría los riesgos de cáncer de piel.
"Si bien probablemente no sería completamente catastrófico para la vida, habría una dosis de radiación mucho mayor en el suelo sin un campo magnético", dijo Martin Archer, físico de plasma espacial de la Universidad Queen Mary de Londres.
Hay poca evidencia de que las variaciones pasadas del campo magnético hayan impactado la vida en la Tierra. Aún así, el campo magnético indudablemente ha dado forma a la superficie de la Tierra, ayudando a evitar que la frágil atmósfera del planeta sea arrastrada al espacio por la fuerza implacable del viento solar, dijo Archer a Live Science.
Un campo magnético no es crucial para tener una atmósfera: Venus no tiene campo magnético y tiene una atmósfera masiva, aunque poco acogedora, pero ciertamente actúa como una capa protectora adicional. A Marte, que solía tener un campo magnético pero lo perdió hace unos 4 mil millones de años, su atmósfera se ha despojado casi por completo. Y si hubiera una manera de darle a la luna una atmósfera similar a la Tierra, el viento solar la reduciría a nada en un siglo, dijo Archer.
