Inversión del campo magnético terrestre: fenómeno incomprendido.

Inversión del campo magnético terrestre: fenómeno incomprendido.

Imagen 1. Representación artística del campo magnético terrestre.

La inversión es el fenómeno de orientar un algo en su posición contraria (RAE,2012), entonces para que exista un inverso debe existir un fenómeno y su opuesto; caso que ocurre en electromagnetismo, donde las partículas vienen en tres estados fundamentales; positivo, negativo y neutro. Las partículas positivas y negativas son inversas entre sí en cuanto a los fenómenos que manifiestan cuando se hacen presentes en los campos magnéticos y/o eléctricos, y se expresa matemáticamente en cuanto a un mismo valor positivo y negativo de carga fundamental, respectivamente. A pesar de ello no todo fenómeno tiene inverso, y es por ello que de momento no se ha descubierto una partícula que refleje los fenómenos inversos de los que produce una carga neutra. (Wolfram.com, 2012) Luego las manifestaciones e interacciones de estas cargas, en sus tres estados fundamentales con el ambiente se estudian desde el electromagnetismo, y fundamentalmente desde las ecuaciones de maxwell que definen las relaciones matemáticas que dan una explicación mundialmente aceptada de fenómenos como las ondas de radio o los campos magnéticos.(MIT, 2005) Desde luego esta ecuaciones representan leyes, y las leyes explican fenómenos, los cuales también afectan al planeta tierra y han sido fundamentales para el sostenimiento de la vida

como actualmente se conoce, pues la tierra cuenta con un campo magnético propio que protege al planeta de manifestaciones nocivas de espectro electromagnético que provienen del exterior del planeta, aun así este escudo electromagnético es fluctuante y puede cambiar de orientación en cualquier momento, aunque es un proceso lento. (nasa.gov, 2003)

Para entender el porqué de esto, primero hay que entender que un campo magnético se produce por la fluctuación de un campo eléctrico a través del tiempo o por el movimiento de cargas eléctricas (que producen un campo eléctrico) a una velocidad; generando esta una fuerza (aunque no igual que las manifestaciones de fuerza mecánica), que es percibida por otras cargas y campos que reaccionan ante la existencia de otro campo, produciendo dos posibles fenómenos: pueden unirse a él o por el contrario alejarse más de él.

Imagen 2. Modelamiento virtual del campo magnético terrestre en proceso de inversión.

En el caso de la tierra, no se ha establecido una explicación formal a la existencia de su campo magnético, pero la teoría más aceptada describe que existen millones de pequeños campos magnéticos, producto de los átomos de hierro fundido que yacen en el núcleo del planeta, más precisamente en la parte externa del núcleo y que al interactuar unos con otros producen un gran campo magnético, que está orientado a una sola dirección, pues el hierro es un elemento ferromagnético, lo que significa que a altísimas temperaturas todas sus cargas se orientan a una misma dirección. Se ha especulado que el núcleo externo de la tierra es líquido, altamente denso y posee una concentración del 95% en hierro y el resto en otros elementos ferromagnéticos. Este campo magnético gigante, se alimenta a cada minuto por efectos que son explicados en la hipótesis de dinamo, la cual indica que la rotación del plantea y el efecto Coriolis (Que tiene muchos efectos sobre el clima global) hacen que los átomos de los materiales presentes en el núcleo externo se rijan por fenómenos como la surgencia y convergencia  de cargas que hace que se creen campos eléctricos inducidos que luego aumentan la intensidad de dicho campo magnético. Aun así no todo es perfecto, dado que el efecto adverso que tendría el efecto Coriolis sobre esta masa que genera el campo magnético terrestre, es el hecho de que los polos magnéticos se mueven. Este movimiento hace de repente los polos magnéticos se inviertan y cambie de dirección el campo magnético terrestre, esto no sucede repentinamente, sino que es un proceso que implica el movimiento de dicha masa e incluso el debilitamiento extremo del campo magnético terrestre (sin llegar hasta el punto de desaparecer) por causas desconocidas, luego el campo se fortalece y el ciclo comienza de nuevo. (nasa.gov, 2003)

Según mediciones realizadas por la NASA, el campo magnético de la tierra ha debilitado un 10% en comparación con el campo magnético que se presume existe en el siglo XIV, más aun así es seguro que el norte magnético terrestre se mueve a una velocidad de 10 Km a 40 Km anuales desde el norte de Canadá hasta el norte de Siberia en Rusia. Esto se manifiesta, según la NASA, en el hecho de que las brújulas indican el norte magnético con diferencia de 1 grado por década. Estas mediciones complementan otras mediciones hechas desde el campo de la geología que evidencian reversiones magnéticas, cuyo registro está en las rocas que contienen materiales ferromagnéticos muy antiguos. Esto se considera una disciplina de estudio conocida como paleomagnetismo (Estudio del pasado magnético de la tierra). A pesar de todas estas mediciones no ha sido posible establecer la verdadera naturaleza de los fenómenos que envuelven el campo magnético terrestre, dado que toda la información que se obtiene sobre el núcleo terrestre está basada en especulación a raíz del hecho de que de momento ha sido imposible conocer físicamente la composición de nuestro núcleo. (nasa.gov, 2003)

 

Imagen 3. Representación artística del núcleo terrestre.

Acogiéndose a mediciones hechas desde el campo de estudio del paleomagnetismo, se puede indicar que las inversiones magnéticas terrestres no han ocurrido en intervalos de tiempo constantes, por lo cual un proceso de reversión puede tomar miles de años, más precisamente estas mediciones indican que aproximadamente cada 300000 años ocurre un proceso de inversión, y que el último proceso de este tipo que afrontó el planeta fue hace 780000 años. Aunque el estudio de las reversiones ocurridas en el pasado no implica extinciones biológicas, la sociedad actual con su dependencia de la electricidad y sus efectos electromagnéticos puede ser vulnerable a la interrupción tecnológica si se dieran las  condiciones de una completa reversión de los campos magnéticos. (nasa.gov, 2003)

Felipe Zamudio, Manuel Molano.

Fundamentos de Electricidad y magnetismo. 2012 II. Prof. Jaime Villalobos Velasco PhD.