Magnetosfera

Conoce a continuación qué es el campo magnético de la Tierra y la magnetósfera, cuáles son sus características, origen, importancia y función. Aprende además sobre la variación del campo magnético terrestre y sus polos, así como muchos otros datos curiosos.

¿Qué es el campo magnético de la Tierra?

El campo magnético de la Tierra, también conocido como campo geomagnético, es el campo magnético que se extiende desde el interior de la Tierra hacia el espacio, donde se encuentra con el viento solar (corriente de partículas cargadas que emanan del Sol).

Como si se tratara de un imán en el centro del planeta, el campo magnético es generado por corrientes eléctricas. Estas corrientes resultan del movimiento de las corrientes de convección del hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra, durante un proceso natural llamado geodinamo.

Origen del campo geomagnético: ¿Por qué la Tierra tiene un campo magnético?

La ciencia indica que el campo magnético de nuestro planeta se genera en lo más profundo del núcleo terrestre.

Justo en el centro de la Tierra existe un núcleo interno de hierro sólido, que mide aproximadamente dos tercios del tamaño de la Luna. A 5.700 ° C de temperatura, este hierro se encuentra tan caliente como la superficie del Sol, sin embargo, la presión causada por la fuerza de gravedad impide que se vuelva líquido.

Alrededor de este núcleo interno se encuentra el núcleo exterior, una capa de 2.000 km de espesor, compuesta por hierro, níquel y pequeñas cantidades de otros metales en estado líquido; debido a la presión más baja del núcleo externo, en relación con el núcleo interno, el metal aquí es fluido, es decir, está fundido.

Las diferencias de temperatura, presión y composición dentro del núcleo externo causan corrientes de convección en el metal fundido, a medida que la materia fría y densa se hunde, y la materia cálida y menos densa se eleva. La fuerza de Coriolis, resultante del giro de la Tierra, también causa remolinos en esta mezcla de metales fundidos.

El movimiento del hierro líquido en el interior del planeta genera corrientes eléctricas, que a su vez producen campos magnéticos. Los metales cargados que pasan a través de estos campos continúan creando corrientes eléctricas propias, perpetuando el ciclo. Este ciclo autosuficiente se conoce como geodinamo.

La espiral causada por la fuerza de Coriolis hace que los campos magnéticos se alineen aproximadamente en la misma dirección, y su efecto combinado se suma para producir un vasto campo magnético que envuelve al planeta.

¿Qué es la magnetosfera?

La magnetosfera o magnetósfera es el área del espacio, alrededor del planeta, que está controlada por el campo magnético de la Tierra. La forma de la magnetosfera terrestre es el resultado directo de la acción del viento solar, que comprime su lado cercano al Sol a una distancia de 6-10 veces el radio de la Tierra y expande el lado contrario hasta distancias que posiblemente equivalen a 1000 veces este radio. Esta gran extensión de la magnetosfera se conoce como “cola magnética”, y su longitud exacta aun no ha sido determinada.

Características del campo magnético

• Se cree que el campo magnético de la Tierra se genera en el núcleo del planeta, en un proceso llamado geodinamo.
• La intensidad del campo es más baja (mínima) cerca del ecuador y más alta (máxima) cerca de los polos sur y norte.
• El límite exterior del campo geomagnético de la Tierra se llama magnetopausa.
• La magnetosfera de la Tierra es una estructura altamente dinámica que responde de forma espectacular a las variaciones solares. Su forma es el resultado directo de la acción del viento solar, que comprime el lado que da hacia el Sol y expande el lado contrario para formar lo que se conoce como “cola magnética”.
• Los polos magnéticos no son lo mismo que el Polo Norte y el Polo Sur (polos geográficos), ubicados en el eje de rotación de la Tierra. Entre el norte magnético y el norte real (geográfico) existe una diferencia de aproximadamente de 11 grados.
• Durante el último siglo, los científicos han descubierto que la dirección del campo geomagnético varía lentamente. La posición del norte magnético actual está a más de 600 millas de donde se encontraba a principios del siglo XIX. También se dice que su movimiento se ha acelerado 40 millas por año.
• Los registros geológicos muestran que el campo magnético se ha «volteado» completamente cientos de veces en los últimos 500 millones de años. Durante una inversión, los polos magnéticos se ubicarían en los extremos opuestos del planeta, de modo que una brújula apuntaría hacia el Polo Sur.

Importancia y función

El campo magnético protege a la Tierra del daño causado por el viento solar, una corriente de partículas cargadas con enegía que emana del Sol. Gracias al campo magnético terrestre, solo podemos percibir el viento solar a través de fenómenos como la aurora y las tormentas geomagnéticas (solo cuando el viento solar es muy fuerte).

Sin el campo magnético, no tendríamos atmósfera, y sin atmósfera las temperaturas en la Tierra variarían de forma muy similar a las temperaturas de la Luna (desde 123 a -153 grados C).

Gracias al campo magnético, el hombre ha podido usar la brújula para orientarse desde el siglo XII.

Los animales, incluidas las aves y las tortugas, pueden detectar el campo magnético de la Tierra y usarlo para navegar durante la temporada de migración.

El campo magnético también es utilizado por los geólogos para estudiar las estructuras de rocas subterráneas. Por lo general, los topógrafos geodésicos buscan yacimientos de petróleo, gas o minerales.

En resumen, la presencia de un campo magnético es necesaria para que en cualquier planeta, en cualquier sistema estelar, se origine y se sustente la vida. De ahí que se tome como un parámetro importante para buscar vida en otros planetas.

Variación del campo geomagnético terrestre

El campo geomagnético tiene una pequeña variación regular, con un período fundamental de 24 horas. Este tipo de variación afecta la dirección de la aguja de una brújula en pocas décimas de grado; la inclinación varía en menos de un décimo de grado y la intensidad total del campo magnético se ve perturbada solo en aproximadamente el 0.1%. Aunque estos efectos son muy pequeños, pueden ser de interés para quienes usan las mediciones del campo magnético de la Tierra como herramienta para lograr una navegación muy precisa.

Además de la variación diaria regular, el campo magnético también exhibe perturbaciones irregulares, que cuando son muy significativas se denominan tormentas magnéticas. Estas perturbaciones son causadas por la interacción del viento solar con el propio campo geomagnético. El viento solar es una corriente de partículas cargadas emitidas continuamente por el Sol, cuya presión sobre el campo magnético crea una región acotada en forma de cometa que rodea la Tierra y se conoce como magnetosfera.

Durante las tormentas magnéticas, algunas partículas cargadas quedan atrapadas en el límite de la magnetosfera y en las regiones polares. La dirección del campo magnético hace que estas partículas se aceleren hacia la atmósfera y finalmente choquen con las moléculas de oxígeno y nitrógeno. Al colisionar producen las emisiones de luz roja y verde conocidas como aurora boreal en las latitudes del norte y auroras australes en las latitudes del sur.

Aunque son irregulares, las variaciones magnéticas exhiben ciertos patrones en su frecuencia de ocurrencia. El patrón principal es la correlación con el ciclo solar de 11 años, pero otro patrón importante es la recurrencia de 27 días que muestran algunas tormentas asociadas a la rotación solar de 27 días.

Inversión de los polos magnéticos de la Tierra

Los polos magnéticos de nuestro planeta se han invertido muchas veces en la historia. En presencia de este fenómeno, una brújula apuntaría hacia la Antártida en lugar del Ártico. Esto puede sonar extraño, pero es una peculiaridad relativamente predecible y común.

Basándose en huellas magnéticas que han sido encontradas en rocas antiguas, la ciencia ha descubierto que en los últimos 20 millones de años, el norte y el sur magnéticos se han invertido aproximadamente cada 200 000 – 300 000 años (la velocidad no ha sido constante a lo largo de la vida del planeta). La última de estas inversiones magnéticas ocurrió hace unos 780 000 años.

Eso significa que estamos un poco retrasados, y de hecho, algunos datos apuntan hacia una inversión geomagnética total e inminente. Sin embargo, lo más probable es que no ocurra en el futuro cercano; se espera que el Ártico siga estando al norte magnético durante mucho tiempo.

Imágenes del campo magnético y la magnetosfera

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