Locos por la Geología

El lunes pasado subí la primera parte de este tema, y por ende deberían comenzar por leer ese post antes de internarse en éste. En ese momento respondí a las siguientes preguntas:

¿Qué se entiende por campo magnético en general?

¿Qué es el campo magnético terrestre?

¿Cómo se produce el campo magnético terrestre?

¿Qué características tiene el componente interno del campo, o campo interior?

Hoy completaremos el tema, respondiendo a las restantes.

¿Cuál sería el origen del campo magnético interno?

Los primeros intentos de explicar el origen del campo apuntaban a que el núcleo interno de la Tierra, conformado por hierro y níquel fundamentalmente, actuaba como un imán por su propia composición. No obstante, rápidamente se comprendió que eso no era posible porque las temperaturas del núcleo superan con creces el punto de Curie, que es la temperatura en que cada material pierde el magnetismo, y que para el caso del hierro es de 770°C.

Esto significó que había que buscar las explicaciones en otra dirección. A partir de los descubrimientos de Oersted, quien estableció que las corrientes eléctricas generan campos magnéticos; y de Faraday, que enunció que campos variables inducen corrientes eléctricas en espiras conductoras, J Larmor elaboró la teoría conocida como «Dínamo Autoinducido», para explicar el origen del campo magnético terrestre (CMT). Esto está ilustrado en la figura que encabeza el post.

En el caso general de un sistema de dínamo autoinducido, la corriente del circuito (señalada como i en el gráfico), produce un campo magnético (B en el dibujo), que disminuye su intensidad a lo largo del tiempo, porque la corriente lo hace, en respuesta a la resistencia del conductor.

No obstante, el propio campo magnético variable que atraviesa el rotor (el disco en giro de la figura) induce en él una corriente que refuerzo el campo inicial, dando lugar a un ciclo que se repite indefinidamente.
Tratándose de la Tierra, el modelo básico que acabo de describir se complica bastante, pero el principio general permanece. Efectivamente, la Tierra crea un flujo de partículas cargadas en el núcleo externo, lo que implica esencialmente generar las corrientes eléctricas iniciales para crear el campo magnético que en su interacción con el núcleo en movimiento dan lugar a todo el sistema descripto.

Para explicar algunas irregularidades del campo y sus variaciones temporales, el modelo se fue modificando para incluir movimientos más complejos que la simple rotación. A partir de los trabajos de Elsasser, Bullard y Gellmann se planteó la existencia de lo que llamaron «turbulencias ciclónicas» y «tornados convectivos» en el núcleo exterior de la Tierra.

Por supuesto, el modelo está siempre sujeto a objeciones y críticas, y debe ser perfeccionado, pero hay consenso generalizado en sus principios básicos. Y de cualquier manera, el campo interno sólo responde por el 90% del campo, y sus irregularidades siempre pueden atribuirse a los otros elementos que lo componen, ¿o no? ;D

¿Cómo se comporta el campo magnético terrestre a lo largo del tiempo?

La posición de los polos del CMT no permanece invariable a lo largo del tiempo, sino que se desplaza lenta pero  perceptiblemente, generándose tres tipos de cambios:

• Variaciones a corto plazo. Estos cambios de posición responden tanto a variaciones en las corrientes internas como a las modificaciones de los fenómenos magnéticos externos, y son considerados de corto plazo cuando no superan intervalos de un año. Se trata en general de cambios muy pequeños de escasas consecuencias en la Geología terrestre.
• Variaciones a largo plazo. Superan el año de duración, se denominan también variaciones seculares, y afectan varios grados de desplazamiento respecto al eje geográfico, y en cuanto a la intensidad son también más notables.
• Inversiones de campo. Se trata de cambios tan dramáticos como que el polo norte magnético pasa a ser un polo sur y viceversa. Esto no debe pensarse como que haya un imán dándose vueltas a los brincos en el núcleo terrestre, sino que se refiere simplemente a una modificación en el comportamiento de atracción y repulsión de las partículas magnéticas. En otras palabras, el extremo del dipolo magnético que antes atraía la punta norte de la aguja en la brújula, pasa a repelerla, atrayendo en cambio el otro extremo. Esas inversiones tienen lugar siguiendo intervalos aleatorios que pueden comprender entre 100.000 años y 50 millones de años.

¿Qué importancia tienen el campo magnético terrestre y su peculiar comportamiento?

En principio, es la existencia misma del CMT la que permite la vida en el planeta, porque actúa como un escudo protector contra las partículas ionizadas emitidas esporádicamente por el Sol, las cuales de no ser desviadas por el campo destruirín la capa de ozono, que a su vez protege el planeta de la radiación solar ultravioleta.

Por otra parte, es determinante en la conducta de numerosas especies vivas, ya que muchas de las aves migratorias se orientan por su sensibilidad al campo magnético, conocida como magnetorrecepción o biomagnetismo.

El ser humano, además hace uso del CMT, para orientarse con la brújula, uno de los extremos de cuya aguja apunta siempre al Norte (magnético).

Existe además el fenómeno de paleomagnetismo que expliqué al referirme al magnetismo remanente, y que no es otra cosa que una especie de huella magnética que se conserva en las rocas, registrando los cambios en la posición de los polos magnéticos a lo largo de la historia geológica, lo que a su vez se ha utilizado en muchísimas inferencias de gran importancia, como por ejemplo para probar la deriva de las placas tectónicas que les expliqué en el post que les acabo de linkear.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Ibarra-Durán, A. 2003. ¿Cuál es el origen de nuestro campo magnético? Tecnociencia,2003. Vol 5, N°1.