El campo magnético de la Tierra parece estable y delimitado, lo suficientemente confiable como para navegar. Sin embargo, de forma oculta, el campo se desplaza, aumenta y disminuye. El Polo Norte magnético está girando hacia Siberia, lo que recientemente obligó al Sistema de Posicionamiento Global que está en la base de la navegación moderna a actualizar su software antes de lo esperado para dar cuenta del cambio.
Y cada varios cientos de miles de años más o menos, el campo magnético cambia drásticamente y revierte su polaridad: el norte magnético se desplaza hacia el Polo Sur geográfico y, finalmente, regresa nuevamente. Esta inversión ha ocurrido innumerables veces a lo largo de la historia de la Tierra, pero los científicos solo tienen una comprensión limitada de por qué el campo se invierte y cómo sucede.
El nuevo trabajo del geólogo Brad Singer de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colegas encuentra que la reversión de campo más reciente, hace unos 770.000 años, tardó al menos 22.000 años en completarse. Eso es varias veces más de lo que se pensaba anteriormente, y las conclusiones cuestionan aún más los controvertidos resultados anteriores de que podrían ocurrir varias reversiones dentro de la vida humana.
El nuevo análisis, basado en los avances en las capacidades de medición y un sondeo global de flujos de lava, sedimentos oceánicos y núcleos de hielo antárticos, proporciona una visión detallada de un momento turbulento para el campo magnético de la Tierra. Durante milenios, el campo se debilitó, se movió parcialmente, se estabilizó nuevamente y, finalmente, se invirtió definitivamente para la orientación que conocemos hoy.
Los resultados, publicados en Science Advances, proporcionan una imagen más clara y matizada de las reversiones en un momento en que algunos científicos creen que podemos estar experimentando las primeras etapas de una reversión a medida que el campo se debilita y se mueve. Otros investigadores discuten la noción de una reversión actual, que probablemente afectaría a nuestro mundo fuertemente electrónico de maneras inusuales.
"Las inversiones se generan en las partes más profundas del interior de la Tierra, pero los efectos se manifiestan en toda ella, especialmente en la superficie y la atmósfera --explica Singer en un comunicado--. A menos que tenga un registro completo, preciso y de alta resolución de cómo es realmente una inversión de campo en la superficie de la Tierra, es difícil incluso discutir cuáles son las mecánicas para generar una inversión".
El campo magnético de la Tierra es producido por el núcleo externo de hierro líquido del planeta a medida que gira alrededor del núcleo interno sólido. Esta acción de dinamo crea un campo que es más estable atravesando aproximadamente los polos geográficos norte y sur, pero el campo cambia y se debilita significativamente durante las reversiones.
A medida que se forman nuevas rocas, generalmente como flujos de lava volcánica o sedimentos depositados en el fondo del mar, registran el campo magnético en el momento en que se crearon. Geólogos como Singer pueden examinar este registro global para reconstruir la historia de los campos magnéticos que se remontan a hace millones de años.
El registro es más claro para la reversión más reciente, llamada Matuyama-Brunhes, en honor a los investigadores que primero describieron las reversiones.
Para el análisis actual, Singer y su equipo, en colaboración con investigadores de la Universidad de Kumamoto en Japón y la Universidad de California, se centraron en los flujos de lava de Chile, Tahití, Hawai, el Caribe y las Islas Canarias. El equipo recogió muestras de estos flujos de lava durante varias temporadas de campo.
"Los flujos de lava son registradores ideales del campo magnético. Tienen muchos minerales que contienen hierro y, cuando se enfrían, se bloquean en la dirección del campo --dice Singer en un comunicado--. Pero es un registro irregular. No hay volcanes en erupción continuamente. Por lo tanto, confiamos en un trabajo de campo cuidadoso para identificar los registros correctos".
Los investigadores combinaron lecturas magnéticas y dataciones por radioisótopos de muestras de siete secuencias de flujo de lava para recrear el campo magnético en un lapso de aproximadamente 70.000 años centrado en la inversión de Matuyama-Brunhes.
Se basaron en métodos mejorados desarrollados en el laboratorio de geocronología WiscAr de Singer para fechar con mayor precisión los flujos de lava midiendo el argón producido por la descomposición radiactiva del potasio en las rocas.
Descubrieron que la reversión final fue rápida según los estándares geológicos, menos de 4.000 años. Pero fue precedido por un período prolongado de inestabilidad que incluyó dos excursiones, reversiones temporales y parciales, que se remontan otros 18.000 años. Ese lapso es más del doble del tiempo sugerido por las recientes propuestas de que todas las reversiones terminan en 9.000 años.
Los datos del flujo de lava fueron corroborados por lecturas magnéticas del fondo marino, lo que proporciona una fuente de datos más continua pero menos precisa que las rocas de lava. Los investigadores también utilizaron núcleos de hielo antárticos para rastrear la deposición de berilio, que se produce por la radiación cósmica que colisiona con la atmósfera. Cuando el campo magnético se invierte, se debilita y permite que más radiación golpee la atmósfera, produciendo más berilio.
Desde que la humanidad comenzó a registrar la fuerza del campo magnético, su fuerza ha disminuido aproximadamente un cinco por ciento cada siglo. Tal y como muestran registros como el de Singer, un campo debilitado parece ser el precursor de una reversión eventual, aunque no está claro que una reversión sea inminente.
Un campo de inversión podría afectar significativamente la navegación y la comunicación satelital y terrestre. Pero el estudio actual sugiere que la sociedad tendría generaciones para adaptarse a un largo período de inestabilidad magnética.
"He estado trabajando en este problema durante 25 años --dice Singer, quien tropezó con el paleomagnetismo cuando se dio cuenta de que los volcanes que estaba estudiando servían como un buen registro de los campos magnéticos de la Tierra--. Y ahora tenemos un registro más rico y mejor fechado de este último cambio que nunca antes".
Fuente CIENCIA PLUS