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Victor Calderón
Aug 13, 2017

El campo magnético de la Tierra – ¿Qué es y cómo nos ayuda?


Figura 1: Ilustración del campo magnético (azul) de la Tierra, junto con el viento solar (amarillo) viajando a velocidades entre 200 y 900 kilómetros por hora.

¿Alguna vez te has preguntado por qué las auroras polares solamente existen cerca de los polos geográficos? ¿O por qué ellas exhiben diferentes colores? Estos fenómenos se deben al campo magnético de la Tierra, que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta grandes distancias. Resulta que el campo magnético hace por nosotros mucho más que darnos unas excelentes vistas en el cielo. También nos protege de lluvias de partículas provenientes del sol que forman parte del “viento solar”. En este artículo, hablamos del origen del campo magnético, efectos que tiene en nuestra atmósfera, y cómo nos ayuda a protegernos contra grandes vientos solares.

Figura 2: Ilustración de las diferentes “capas” de las Tierra, desde la superficie hasta el núcleo.

Origen del campo magnético

La Tierra se formó hace más de 4.5 billones de años, y ha evolucionado desde entonces en lo que nosotros actualmente conocemos. Su evolución ha movido continentes, moldeado montañas, y formado las estructuras que hoy vemos. A pesar de todos los estudios de la Tierra, nunca hemos visitado el núcleo de la Tierra, el cual se encuentra a más de 6,000 kilómetros de la superficie. El agujero más profundo que jamás se haya excavado ha sido de 12 kilómetros, i.e. el “Pozo Superprofundo de Kola” en Rusia. Entonces, ¿cómo sabemos la composición del núcleo y sobre su estructura? Gracias a la sismología y a los estudios realizados en los años 1930 a 1970, se ha podido confirmar que en el núcleo se encuentra hierro, níquel, y oxígeno en forma líquida. Esto pudo ser confirmado al estudiar cómo se propagan los terremotos a través de la Tierra, y generan 2 tipos de ondas sísmicas, i.e. ondas primarias y secundarias.

Figura 3: Ilustración de las diferentes “capas” de las Tierra, desde la superficie hasta el núcleo. Esta imagen muestra los 2 tipos de núcleos, i.e. el núcleo externo y el núcleo interno.

Cuando sucede un terremoto, éste envía ondas sísmicas por todo el planeta. Las ondas primarias son capaces de viajar a través de materiales sólidos, líquidos, y gaseosos. Las ondas secundarias solamente pueden viajar a través de materiales en forma líquida. Luego de estudios de las ondas causadas por terremotos, se confirmó que el centro de la Tierra está partido en dos, i.e. núcleo interno y externo. El núcleo interno está conformado de hierro y níquel en forma sólida, mientras que el núcleo externo está compuesto de hierro, níquel, y oxígeno en forma líquida. Esto se muestra en las Figuras 2 y 3, en las cuales se puede observar las 4 capas de la Tierra.

El origen del campo magnético de la Tierra viene de las corrientes eléctricas producidas en el núcleo externo, debido al constante movimiento de metales líquidos (i.e. hierro y níquel en forma líquida). Este constante movimiento del hierro líquido crea a su vez un campo magnético que cubre la Tierra, y produce un escudo ante el viento solar.

Efectos en nuestra atmósfera


El campo magnético nos cubre de pequeñas partículas, principalmente protones y electrones, que han sido expulsadas del Sol a grandes velocidades y han viajado por el espacio hacia nosotros. Sin la protección que nos brinda el campo magnético, este flujo de partículas podría causar gran daño sobre la superficie de la Tierra y representaría una gran amenaza para los humanos y otros seres vivos. Un ejemplo de este escenario es el planeta Mercurio, el cual es el planeta más cercano al Sol. Este recibe toda la fuerza de los vientos solares, y puede causar altos niveles de radiación en la superficie.

Figura 4: Aurora sobre la atmósfera de la Tierra, tomada por la Estación Internacional Espacial (ISS, siglas en inglés).

Los vientos solares interactúan con el campo magnético de la Tierra, y esta interacción causa lo que se conocen como “auroras polares” y tormentas geomagnéticas. Estas auroras son el producto de la interacción de las partículas del viento solar con las partículas que se encuentran en nuestra atmósfera. Los diferentes colores que se muestran en las auroras se deben a los diferentes elementos en nuestra atmósfera (oxígeno, nitrógeno, etc.). El viento solar también puede moldear la forma del campo magnético de un planeta. Si el campo magnético no es lo suficientemente fuerte, éste puede debilitarse con el tiempo, luego de ser afectado por el viento solar regularmente. Un ejemplo de este efecto es Marte. Aún cuando Marte se encuentra mucho más lejos del Sol que Mercurio, y a su vez es mucho más grande que él. A pesar de estas características, se cree que casi la mitad de la atmósfera de Marte ha sido eliminada a causa de los vientos solares. Es por esto que el tener un campo magnético suficientemente fuerte es importante para garantizar la vida en el planeta.

Así que, la próxima vez que observes el cielo, ya sabes que existe un velo sobre la Tierra que nos salva de los vientos solares, y ayuda a garantizar la continuación de la vida como la conocemos.

Extras

Referencias

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