El origen de la geodinamo

Hace mucho que se quiere saber por qué se invierte la polaridad del campo magnético de la Tierra. Estudios recientes del agitado interior de nuestro planeta iluminan cómo podría empezar la próxima inversión

Gary A. Glatzmaier y Peter Olson

amos por sentado que las brújulas señalan el norte. Los marinos, a lo largo de los milenios, se han valido del campo magnético de la Tierra para navegar, como las aves y otros animales sensibles al magnetismo. Sin embargo, la orientación de los polos magnéticos del planeta no ha sido siempre la misma de hoy.

Hay minerales que registran las antiguas orientaciones del campo magnético terrestre. Revelan que ha cambiado de norte a sur y de sur a norte cientos de veces durante los 4500 millones de años que lleva existiendo nuestro planeta. Pero no ha habido cambio desde hace 780.000 años, período bastante más largo que el tiempo medio entre inversiones: unos 250.000 años. Más aún, desde que en la década de 1830 se midió por primera vez el campo geomagnético primario, ha decrecido cerca de un IO por ciento, unas 20 veces más rápido de Io que declinaría por naturaleza si perdiese su fuente de energía. ¿No estará de camino otra inversión?

Se sabe desde hace tiempo que el fluctuante campo magnético se origina en el interior más profundo de la Tierra. Nuestro planeta, igual que otros cuerpos del sistema solar, genera su propio campo magnético mediante una dinamo interna. En líneas generales, la dinamo terrestre funciona como un generador eléctrico doméstico: crea campos eléctricos y magnéticos gracias a la energía cinética de sus partes móviles. En un generador, las partes móviles son las bobinas de alambre giratorias. En un planeta o en una estrella, se mueve un fluido eléctricamente conductor: un vasto océano de hierro fundido que quintuplica con creces el volumen de la luna, circula por el núcleo de- la Tierra y constituye la geodinamo.

Hasta no hace mucho, la geodinamo y el magnetismo terrestre se explicaban mediante teorías simples. En los últimos diez años se han abierto nuevas vías para explorar en detalle su funcionamiento. Los satélites proporcionan claras instantáneas del campo geomagnético en la superficie terrestre. La simulación de la dinamo de la Tierra por medio de superordenadores y modelos físicos de laboratorio va esclareciendo esas observaciones orbitales. Se están explicando así las pasadas inversiones de la polarización y se columbra la manera en que se iniciaría la próxima.

El origen de la geodinamo

Antes de explorar el mecanismo de inversión del campo magnético terrestre, debe considerarse cuál es el motor de la geodinamo. Hacia la década de 1940, se sabía ya que se requerían tres condiciones básicas para que se generara un campo magnético planetario; los hallazgos posteriores se han construido sobre esa misma terna. Un gran volumen de fluido eléctricamente conductor, el núcleo externo terrestre rico en hierro líquido, es la primera de esas condiciones. Esta capa, situada bajo los 2900 kilómetros de espesor de la roca viva del manto y la fina corteza continental y oceánica, rodea el sólido núcleo interno, de hierro casi puro. El peso de la corteza y el manto crea presiones medias en el núcleo dos millones de veces superiores a las conocidas en la superficie del planeta. Las

1. ESTAS LINEAS DE FUERZA MAGNETICA procedentes de una simulación por ordenador de la geodinamo muestran que el campo magnético terrestre es más simple fuera de la Tierra que en el interior de su núcleo (tubos enredados en e/ centro). En la superficie del planeta, la parte principal del campo magnético sale (tubos amarillos largos) cerca del polo sur y entra (tubos azules largos) cerca del polo norte.

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descenso de fluidos recibe el nombre de convección térmica.

En la década de 1960, Stanislav Braginsky, actualmente en la Universidad de California en Los Angeles, razonó que el calor que se escapa del núcleo superior aumenta el tamaño del núcleo interior sólido, Io que produce dos fuentes más de movimiento ascendente para impulsar la convección. iA medida que el hielT0 líquido se solidifica en cristales sobre la superficie externa del núcleo interno sólido, el calor latente se libera como subproducto. Este calor contribuye al ascenso térmico. Además, los componentes químicos menos densos, entre ellos el sulfuro de hierro y el óxido de hierro, son expulsados de los cristales del núcleo interno y ascienden hasta el núcleo externo, potenciando también la convección.

Para que en un planeta se produzca un campo magnético que se mantenga por sí solo, un tercer factor es necesafio: la rotación. Mediante el efecto Coriolis, la rotación de la Tierra desvía los fluidos ascendentes del interior del núcleo terrestre; Io hace del mismo modo que desvía las corrientes oceánicas y las tormentas tropicales, a las que da la forma espiral que se les ve en las imágenes tomadas por satélites. En el núcleo, la fuerza de Coriolis da al fluido ascendente una trayectoria helicoidal, como un tirabuzón.[pic 1]

Que la Tierra tenga un núcleo líquido rico en hierro, la energía suficiente para impulsar la convección y una fuerza de Coriolis que desvía el fluido convectivo: éstas son las tres causas principales de que la geodinamo se haya mantenido por sí misma durante miles de millones de años. Pero no basta con saberlo para esclarecer todas las cuestiones acerca del campo generado y hallar el porqué de las inversiones.

Mapas de; camprs magnético

En los últimos cinco años, al poderse comparar mapas precisos del campo magnético terrestre separados por veinte años, se ha ido fraguando un gran descubrimiento. El satélite Magsat midió el campo geomagnético sobre la superficie de la Tierra en 1980; un segundo satélite, el Oersted, ha estado haciendo lo mismo desde 1999 (véase la figura 4). Con la premisa de que las corrientes eléctricas

16INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, junio, 2005

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entradas del expedidor ID de "ejemplo.com"; el programa de correo electrónico detectaría la falsificación.[pic 2]

Aunque conocer la identidad del expedidor sea esencial para evitar fraudes, el "lanzamiento del anzuelo" (phishing) no resolverá el problema del correo basura. Nadie impedirá a los generadores de spam fabricarse nuevas identidades todos los días o cada pocos minutos. Por eso tendrán tanta importancia los servicios de "reputación", que permiten a los expedidores certificar su legitimidad.

En una modalidad, el programa IronPort Bonded Sender, el expedidor deposita dinero en concepto de fianza. Si la suma de los mensajes del expedidor denunciados rebasa un determinado umbral, el dinero de la fianza se aplicará a un fin benéfico. Los filtros antispam podrán revisar la lista de expedidores garantizados y dejarán pasar el correo de cualquiera de ellos, aunque despierte algunas sospechas. Estos programas también podrían actuar incluso para los que envíen pocos mensajes. Un proveedor de acceso a Internet, como MSN o AOL, podría acogerse a un servicio de reputación para obtener acceso a su programa de certificación; el proveedor vigilaría entonces el volumen de correo y los mensajes denunciados de cada uno de sus usuarios para garantizar que ninguno de ellos sea productor de correo basura.

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