Inversiones geomagnéticas o cuando el mundo se hace al revés

21 06 2010

Ricardo Arjona con versos forzados preguntaba alguna vez ¿sí el norte fuera el sur? La respuesta la han estado esbozando los geomagnetistas desde hace ya algunos años y es que el norte ya ha sido el sur y de nuevo el norte y otra vez el sur. Así es, durante la historia geológica los polos magnéticos han intercambiando posiciones centenares y quizás hasta miles de veces en una danza al ritmo de la física.

Este es uno de los fenómenos que mas atrapan la imaginación de los geofísicos y que se presta para hilvanar las mejores historias. El descubrimiento de las inversiones geomagnéticas fue el pilar empírico más importante para demostrar la veracidad de la teoría de la tectónica de placas, que en los años sesenta aun era motivo de debate. Ademas, este aparente errar de los polos magnéticos por el tiempo nos permite inferir como se comporta el núcleo externo de la Tierra, ese gigante y turbulento cascaron de hierro fundido que es absolutamente inalcanzable a la tecnología humana. Pero vamos por partes.

¿Cómo sabemos que existen estas inversiones geomagnéticas?

Primero, cuando se forman las rocas en las profundidades marinas en las dorsales oceánicas estas comienzan como magma, roca fundida. Al emerger al fondo del océano eventualmente se enfrían, solidifican y pasan a formar parte de la corteza oceánica que se aleja, sobre su placa tectónica, de la dorsal misma. Estas rocas del fondo marino tiene un alto contenido de un mineral muy especial llamado magnetita, que, como su nombre lo indica, es altamente magnetizable. Cuando la roca esta fundida los granos de magnetita pueden moverse libremente como agujas de una brújula y tienden a alinearse con el campo magnético de la Tierra. Después, cuando la roca se enfría lo suficiente los granos de magnetita no pueden moverse más y quedan por siempre atrapados en la posición que les dicto el campo magnético de la Tierra. A la temperatura a la cual sucede esto se le llama temperatura de Curie en honor a Pierre Curie que estudio la relación entre el magnetismo y el calor; a la magnetizacion que adquiere la roca se le llama magnetismo termoremanente.

En 1963 Fred Vine y Drummond Mathews publicaron los resultados que obtuvieron en una serie de cruceros científicos realizados en el Pacífico. Vine y Mathews midieron con un magnetómetro el campo magnético que producen las rocas del fondo marino y encontraron un curioso patrón bandeado. En la figura se muestra este patrón, las zonas coloreadas indican las partes de la corteza oceánica en donde las rocas están magnetizadas de forma “normal” es decir, apuntan al norte. Las zonas blancas son donde las rocas están magnetizadas de forma invertida, es decir, donde apuntan hacia el sur.

Anomalías magnéticas medidas por Vine y Mathews en las costa noroeste de Norteamérica

Con estos datos Vine y Mathews concluyeron que la única forma de explicar este patrón era admitiendo que el campo magnético de la Tierra se ha invertido en el pasado, de tal suerte que conforme se producen rocas nuevas en las dorsales oceánicas estas registran como fieles escribas la historia magnética del planeta. Posteriormente se ha verificado esta hipótesis con mediciones en tierra de flujos volcánicos. En la siguiente figura vemos una reconstrucción del pasado magnético del planeta. El tiempo esta indicado en millones de años, las partes negras corresponden a periodos de polaridad normal, donde el norte es el norte, y las partes blancas a periodos de polaridad invertida donde, para gusto de Arjona, el norte es el sur.

Historia geomagnética, las zonas negras indican periodos de polaridad normal, las blancas periodos de polaridad invertida, el tiempo se indica en millones de años

Es interesante notar que no hay un patrón claro o facil de entender en las inversiones, no suceden cada determinado intervalo de tiempo, a veces son muy frecuentes y a veces duran 40 o 50 millones de años. Esto se debe a que el motor que genera el campo magnético de la Tierra es propenso a cambiar de parecer sin avisarle a nadie, este es el núcleo externo del planeta. Esta región de las profundidades de la Tierra está constituida por hierro fundido a 4000°C y a un millon y medio de atmósferas de presión. Este fundido esta en constante flujo y es este movimiento de un fluido que además es excelente conductor lo que produce el campo geomagnético.  El comportamiento del núcleo externo es complicado, turbulento, distribuye el calor entre el núcleo interno y el manto, esta siempre sujeto a condiciones cambiantes, corrientes que ascienden, otras que descienden, vórtices, y remolinos es un sistema perfectamente caótico. No hay forma de saber (aun) como será el flujo del fundido en el futuro y es este aparente desorden la razón por la cual las inversiones no parecen obedecer regla alguna.

Existen modelos físicos que han podido simular este comportamiento, pero esta es una rama de la geofísica aun altamente teórica, llamada magentohidrodinámica, que tiene aun muchas preguntas por responder.

Bien, el campo geomagnético se invierte, pero ¿qué pasa en la transición de una polaridad a otra? Sabemos que el campo magnético es lo único que nos guarece del embate de la radiación solar, sería catastrófico si cada inversión resultara en un periodo sin campo magnético donde la superficie del planeta quedara a merced de la radiación solar, habría extinciones masivas con cada cambio de polaridad. Afortunadamente este no es el caso.

Los estudios paleomagnéticos que indagan el comportamiento pasado del campo han descubierto que aunque este pierde fuerza no se desvanece del todo lo cual es una gran noticia pues aunque los polos tengan un caprichoso deambular, el campo sigue siendo el suficiente para proteger a la vida que habita el planeta. Estos mismos estudios han calculado que las inversiones no son instantáneas, duran unos 20 mil o 30 mil años, en este periodo de transición los polos comenzarían a desviarse significativamente de su posición actual (ver figura) y podrían inclusive alcanzar regiones subtropicales antes de invertir definitivamente su posición.

Camino que siguen los polos norte y sur durante la transición entre un estado normal del campo magnético y uno invertido.

Esto se prestaría para situaciones que antes creíamos eran absurdas, cuando los polos se encuentran en zonas tan alejadas de los polos geográficos se observarian auroras boreales sobre el Castillo de Chapultepec, o sobre las selvas tropicales de África y América del Sur.

Las mediciones actuales indican que estamos en un periodo en que la intensidad del campo geomagnético viene a la baja, lo cual podría ser indicativo de que nos encaminamos hacia una inversión en unos cuantos miles de años, sin embargo, la naturaleza caótica de este fenómeno imposibilita cualquier predicción así que de momento nos limitaremos a imaginar como seria ser testigo de como la Tierra cambia de humor, de norte a sur.


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One response

1 07 2010
JF

Y cuando eso pase el bienestar económico también pasará del norte al sur? Digo como es un asunto de metales….!

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