Cómo el flujo de calor afecta al campo magnético de la Tierra

Cómo el flujo de calor afecta el campo magnético de la Tierra

Las lecturas de la brújula que no muestran la dirección del norte verdadero y la interferencia con las operaciones de los satélites son algunos de los problemas causados por las peculiaridades del campo magnético de la Tierra.

El campo magnético se irradia por todo el mundo y hacia el espacio, pero está determinado por procesos que ocurren en las profundidades del núcleo de la Tierra, donde las temperaturas superan los 5000 ºC.

Una nueva investigación de geofísicos de la Universidad de Leeds sugiere que la forma en que se enfría este núcleo súper caliente es clave para comprender las causas de las peculiaridades, o anomalías, como las llaman los científicos, del campo magnético de la Tierra.

Dínamo en el centro de la Tierra

En las temperaturas extremadamente altas que se encuentran en las profundidades de la Tierra, el núcleo es una masa de hierro fundido en remolino que actúa como una dínamo. A medida que el hierro fundido se mueve, genera el campo magnético global de la Tierra.

Las corrientes convectivas mantienen la dínamo girando a medida que el calor fluye desde el núcleo hacia el manto, una capa de roca que se extiende 2900 kilómetros hasta la corteza terrestre.

La investigación realizada por el Dr. Jonathan Mound y el profesor Christopher Davies, de la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente de Leeds, descubrió que este proceso de enfriamiento no ocurre de manera uniforme en toda la Tierra, y estas variaciones causan anomalías en el campo magnético de la Tierra.

Variaciones en el campo magnético terrestre

El análisis sísmico ha identificado que hay regiones del manto, debajo de África y el Pacífico, por ejemplo, que son particularmente calientes. Las simulaciones por computadora realizadas por los investigadores han revelado que estas zonas calientes reducen el efecto de enfriamiento en el núcleo, y esto provoca cambios regionales o localizados en las propiedades del campo magnético.

Por ejemplo, donde el manto está más caliente, es probable que el campo magnético en la parte superior del núcleo sea más débil.

Y esto da como resultado un campo magnético más débil que se proyecta al espacio sobre el Atlántico Sur, lo que causa problemas a los satélites en órbita.

Interferencia con la tecnología espacial

El Dr. Mound, quien dirigió el estudio, dijo: "Una de las cosas que hace el campo magnético en el espacio es desviar las partículas cargadas emitidas por el sol. Cuando el campo magnético es más débil, este escudo protector no es tan efectivo".

"Entonces, cuando los satélites pasan sobre esa área, estas partículas cargadas pueden interrumpir e interferir con sus operaciones".

Los científicos conocen la anomalía sobre el Atlántico Sur desde que comenzaron a monitorear y observar el campo magnético, pero no se sabe si es una característica de larga duración o algo que ha sucedido más recientemente en la historia de la Tierra.

Como ha revelado el estudio en Leeds, es probable que las anomalías sean causadas por diferencias en la velocidad a la que fluye el calor desde el núcleo de la Tierra hacia el manto. Es probable que el lugar en la estructura interna de la Tierra donde ocurren estas diferencias de flujo de calor dicte cuánto tiempo podrían durar.

El Dr. Mound agregó: "Los procesos en el manto ocurren muy lentamente, por lo que podemos esperar que las anomalías de temperatura en el manto inferior se hayan mantenido iguales durante decenas de millones de años. Por lo tanto, esperaríamos que las propiedades del campo magnético que crean también haber sido similar durante decenas de millones de años.

"Pero el núcleo externo más caliente es una región de fluido bastante dinámica. Por lo tanto, los flujos de calor y las propiedades del campo magnético que causan probablemente fluctuarán en escalas de tiempo más cortas, tal vez durante 100 a 1000 años".

Referencia

Longitudinal structure of Earth’s magnetic field controlled by lower mantle heat flow. Jonathan E. Mound & Christopher J. Davie. Nature Gepscience
https://www.nature.com/articles/s41561-023-01148-9.epdf