Este artículo se publica en colaboración con MIT News.
La intensidad del campo geomagnético de la Tierra lleva disminuyendo durante los últimos 200 años, a un ritmo que algunos científicos sospechan que podría hacer que el campo alcance su mínimo dentro de 2000 años, dejando al planeta temporalmente desprotegido frente a las dañinas partículas cargadas procedentes del Sol. Esta disminución de la intensidad está asociada a las inversiones periódicas del campo geomagnético, en las que los polos magnéticos norte y sur de la Tierra intercambian su polaridad, y podría prolongarse durante varios miles de años antes de regresar a una intensidad estable y protectora.
Con un campo geomagnético debilitado, el aumento de la radiación solar podría dañar los dispositivos electrónicos, desde marcapasos individuales hasta redes eléctricas completas, e incluso inducir mutaciones genéticas. Una inversión también podría afectar a la orientación de los animales que utilizan el campo magnético terrestre como brújula interna.
Pero, según un nuevo estudio del MIT publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, el campo geomagnético no corre peligro de invertirse en un futuro próximo: los investigadores calcularon la intensidad media y estable del campo terrestre durante los últimos 5 millones de años y comprobaron que la intensidad actual es aproximadamente el doble de la media histórica.
Esto indica que la intensidad actual del campo aún tiene un largo margen de descenso antes de alcanzar un nivel inestable que conduzca a una inversión.
«Marca una gran diferencia saber si la intensidad actual del campo es un promedio a largo plazo o si está muy por encima de ese promedio», afirma el autor principal, Huapei Wang, investigador posdoctoral en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. «Ahora sabemos que estamos muy por encima de la zona inestable. Aunque la [intensidad del campo] esté disminuyendo, todavía disponemos de un amplio margen en el que podemos confiar con tranquilidad.»
Cambios de polaridad a lo largo de la historia
La Tierra ha experimentado múltiples inversiones geomagnéticas a lo largo de su historia, intercambiando su polaridad a intervalos aleatorios.
«A veces no se produce una inversión durante unos 40 millones de años; en otras ocasiones, se producen 10 inversiones en 1 millón de años», explica Wang. «En promedio, el tiempo que transcurre entre dos inversiones es de unos cientos de miles de años. La última inversión tuvo lugar hace unos 780 000 años, por lo que, en realidad, ya nos corresponde una.»
La señal más evidente de una inversión inminente es una intensidad del campo geomagnético significativamente inferior a su promedio histórico a largo plazo, lo que indica que el planeta se encamina hacia un estado inestable. Aunque los satélites y los observatorios terrestres han realizado mediciones precisas de la intensidad actual del campo durante los últimos 200 años, las estimaciones de los últimos millones de años son menos fiables.
Wang y sus colegas, de la Universidad Rutgers y de Francia, trataron de medir el campo paleomagnético terrestre utilizando rocas antiguas expulsadas por volcanes de las islas Galápagos, un lugar ideal, ya que la cadena de islas se encuentra en el ecuador. Dado que el campo magnético terrestre, en su configuración estable, es un dipolo, la intensidad del campo debería ser la misma en ambos polos y la mitad de esa intensidad en el ecuador.
Wang razonó que conocer la intensidad del campo paleomagnético en el ecuador y en los polos permitiría, por tanto, obtener una estimación precisa de la intensidad histórica media del planeta.
Rocas de un dipolo
Wang obtuvo muestras de lavas volcánicas antiguas de las Galápagos, mientras que sus colegas de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego excavaron rocas de edad similar en la Antártida. Este tipo de rocas volcánicas conserva información sobre la intensidad del campo geomagnético en el momento en que se enfriaron.
Los dos equipos llevaron las muestras a sus respectivos laboratorios y midieron la magnetización remanente natural de las rocas, es decir, la orientación de las partículas ferromagnéticas. Después calentaron las rocas, las enfriaron en presencia de un campo magnético conocido y midieron la magnetización de las rocas tras el enfriamiento.
La magnetización remanente de una roca es proporcional al campo magnético en el que se enfrió. Por ello, a partir de los datos de sus experimentos, los investigadores pudieron calcular la distribución de los valores máximos de la intensidad del antiguo campo geomagnético, tanto en el ecuador (unos 15 microteslas) como en los polos (unos 30 microteslas). Las intensidades actuales en esos mismos lugares son de alrededor de 30 microteslas y 60 microteslas, respectivamente, es decir, el doble de los valores históricos a largo plazo.
«Eso significa que el valor actual es anormalmente alto y que, aunque esté disminuyendo, lo hace hacia un promedio a largo plazo, no desde un promedio hasta cero», explica Wang.
Lejos de cero
Entonces, ¿por qué los científicos han asumido que el campo geomagnético de la Tierra se dirige hacia un mínimo abrupto? Según Wang, esa suposición se basa en datos históricos erróneos.
Los científicos han estimado las intensidades paleomagnéticas en diversas latitudes de la Tierra, pero los datos de Wang son los primeros procedentes de regiones ecuatoriales. Sin embargo, Wang descubrió que los científicos interpretaban mal la forma en que las rocas registraban sus campos magnéticos, lo que llevaba a estimaciones imprecisas de la intensidad paleomagnética. En concreto, los científicos suponían que, a medida que los granos ferromagnéticos individuales de las rocas se enfriaban, sus espines electrónicos desapareados adoptaban una orientación uniforme que reflejaba la intensidad del campo magnético.
No obstante, este efecto solo se cumple hasta cierto tamaño. En los granos más grandes, los espines electrónicos desapareados adoptan diversas orientaciones en distintos dominios del grano, lo que complica el panorama de la intensidad del campo.
Wang desarrolló un método para corregir estos efectos multidominio y lo aplicó a sus lavas de las Galápagos. Según afirma, los resultados son más fiables que las estimaciones anteriores del campo paleomagnético.
En cuanto a cuándo podría producirse la próxima inversión, Wang afirma que la respuesta aún está en el aire.
«Lo que sí puedo decir es que, si se mantiene el ritmo actual de descenso, la intensidad del campo tardará otros 1000 años en caer hasta su promedio a largo plazo», explica Wang. «A partir de ahí, la intensidad del campo podría volver a aumentar. Realmente no hay forma de predecir lo que sucederá después, dada la naturaleza aleatoria del proceso magnetohidrodinámico del geodínamo.»
Dado que los hallazgos sugieren que la intensidad actual del campo es anormalmente alta, John Tarduno, profesor de geofísica de la Universidad de Rochester, afirma que los científicos tendrán que reconsiderar las fuerzas que afectan al campo geomagnético de la Tierra.
«Se refieren a cambios en escalas temporales mucho más cortas (un millón de años o menos) y a grandes cambios en las componentes dipolares de los campos magnéticos», explica Tarduno. «Eso es, en realidad, una idea desafiante. Si es correcta, nos obliga a pensar de forma muy distinta en el geodínamo y en cómo podrían producirse realmente esos cambios.»
La publicación de este artículo no implica el respaldo de las opiniones por parte del Foro Económico Mundial.
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Autor: Jennifer Chu es colaboradora invitada de MIT News.
Imagen: El sol se refleja en el agua en esta fotografía tomada por el astronauta alemán Alexander Gerst desde la Estación Espacial Internacional. REUTERS/Alexander Gerst.
