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Un nuevo estudio realizado por la Universidad de Leeds y la Universidad de California en San Diego revela que los cambios en la dirección del campo magnético de la Tierra pueden tener lugar 10 veces más rápido de lo que se pensaba anteriormente.
Su estudio ofrece una nueva visión del flujo en espiral de hierro a 2.800 kilómetros debajo de la superficie del planeta y cómo ha influido en el movimiento del campo magnético durante los últimos 100.000 años.
El campo magnético de la Tierra es generado y mantenido por un flujo convectivo de metal fundido que forma el núcleo externo de la Tierra. El movimiento del hierro líquido crea las corrientes eléctricas que alimentan el campo, lo que no solo ayuda a guiar los sistemas de navegación, sino que también protege al planeta de la radiación extraterrestre dañina y mantiene la atmósfera en su lugar.
El campo magnético está cambiando constantemente. Los satélites ahora proporcionan nuevos medios para medir y rastrear sus cambios actuales, pero el campo existía mucho antes de la invención de los dispositivos de grabación hechos por el hombre. Para capturar la evolución del campo a través del tiempo geológico, los científicos analizan los campos magnéticos registrados por sedimentos, flujos de lava y artefactos hechos por el hombre. El seguimiento preciso de la señal del campo central de la Tierra es extremadamente desafiante, por lo que las tasas de cambio de campo estimadas por este tipo de análisis aún se debaten.
Ahora, el Doctor Chris Davies, profesor asociado de Leeds, y la profesora Catherine Constable de la Institución Scripps de Oceanografía de la UC San Diego, en California, han adoptado un enfoque diferente.
Ambos combinaron simulaciones por ordenador del proceso de generación de campo con una reconstrucción recientemente publicada de las variaciones de tiempo en el campo magnético de la Tierra que abarca los últimos 100.000 años.
Su estudio, publicado en 'Nature Communications', muestra que los cambios en la dirección del campo magnético de la Tierra alcanzaron tasas que son hasta 10 veces mayores que las variaciones más rápidas reportadas actualmente de hasta un grado por año.
Los investigadores demuestran que estos cambios rápidos están asociados con el debilitamiento local del campo magnético. Esto significa que estos cambios generalmente se han producido en momentos en que el campo ha invertido la polaridad o durante las excursiones geomagnéticas cuando el eje dipolar, correspondiente a las líneas de campo que emergen de un polo magnético y convergen en el otro, se mueve lejos de las ubicaciones del Norte y polos geográficos del sur.
El ejemplo más claro de esto en su estudio es un cambio brusco en la dirección del campo geomagnético de aproximadamente 2,5 grados por año hace 39.000 años. Este cambio se asoció con una fuerza de campo localmente débil, en una región espacial confinada justo al lado de la costa oeste de América Central, y siguió a la excursión global de Laschamp, una breve inversión del campo magnético de la Tierra hace aproximadamente 41.000 años.
Se identifican eventos similares en simulaciones por computadora del campo que pueden revelar muchos más detalles de su origen físico que la reconstrucción paleomagnética limitada.
Su análisis detallado indica que los cambios direccionales más rápidos están asociados con el movimiento de parches de flujo invertido a través de la superficie del núcleo líquido. Estos parches son más frecuentes en latitudes más bajas, lo que sugiere que las futuras búsquedas de cambios rápidos de dirección deberían centrarse en estas áreas.
"Tenemos un conocimiento muy incompleto de nuestro campo magnético antes de hace 400 años. Dado que estos cambios rápidos representan algunos de los comportamientos más extremos del núcleo líquido, podrían proporcionar información importante sobre el comportamiento del interior profundo de la Tierra", explica el Doctor Davies, de la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente.
Por su parte, Constable señala que "comprender si las simulaciones por computadora del campo magnético reflejan con precisión el comportamiento físico del campo geomagnético como se infiere de los registros geológicos puede ser muy difícil".
"Pero en este caso, hemos podido mostrar un excelente acuerdo tanto en las tasas de cambio como en la ubicación general de los eventos más extremos en una variedad de simulaciones por computadora. Un estudio más detallado de la dinámica en evolución en estas simulaciones ofrece una estrategia útil para documentar si ocurren cambios tan rápidos y si también se encuentran en tiempos de polaridad magnética estable como lo que estamos experimentando hoy".