Locos por la Geología

Hace algún tiempo, por diversos motivos y en dos posts diferentes, avancé algunos conceptos relacionados con el campo magnético terrestre, les recomiendo releer esos posts y luego seguir con éste de hoy.

¿Qué se entiende por campo magnético en general?

Un campo magnético es un campo vectorial que se genera en las proximidades de un imán, una corriente eléctrica o un campo eléctrico variable. Podría definirse también como cualquier región del espacio en la que es observable la acción de una fuerza magnética. Esa fuerza se manifiesta en presencia de partículas ferromagnéticas o paramagnéticas según las hemos definido en el post linkeado más arriba, las cuales se orientan, en presencia de un campo, paralelas a las líneas de fuerza que representan la estructura espacial de dicho campo. En la figura están marcadas como flechas que salen desde un polo para entrar en el opuesto, cuando del campo magnético terrestre se trata.

Es muy claro el efecto cuando se utiliza una aguja imantada que puede girar libremente alrededor de un eje que puede ser tanto un soporte como un hilo de suspensión. De hecho, ése es el principio básico para la construcción de las brújulas, de las que hablaremos en otro momento con mucho detalle.

¿Qué es el campo magnético terrestre?

Como indica la lógica más básica, se trata simplemente de un caso particular de campo magnético, asociado a todo el cuerpo planetario al que llamamos Tierra.

Se extiende desde el interior profundo de la Tierra hasta algunos cientos de kilómetros en el espacio exterior donde por cierto se va debilitando, y su configuración se distorsiona por la influencia de otros elementos que ya no responden primariamente a la constitución y estructura del propio planeta.

¿Cómo se produce el campo magnético terrestre?

El campo magnético terrestre es en realidad emergente de un complejo sistema en el que coexisten al menos tres contribuciones fundamentales, que se pueden resumir como sigue:

1. Campo interno: asimilable en su estructura a un imán en forma de barra, que presenta dos polos (dipolo magnético) cuya acción se ejerce en el centro de la Tierra. Contribuye al campo total resultante, en un 90% aproximadamente. Sus variaciones son muy lentas, pero en definitiva por su alta contribución, son las que definen la estructura general del campo terrestre en un momento dado.
2. Campo externo: proviene de diversas fuentes, en las cuales la actividad solar es determinante, y se manifiesta con mayor intensidad en las capas de la atmósfera. Sus principales componentes son desde las partes bajas hacia afuera las siguientes: corrientes en la ionósfera, corriente en anillo y magnetopausa. En conjunto definen un área en la atmósfera que suele denominarse magnetosfera o magnetósfera, cuya forma se parece a la de un cometa, respondiendo a la acción del viento solar. En efecto, se ve comprimida en el lado que apunta al sol, y presenta una larga cola en la región opuesta. No hablaremos mucho más de esta porción del campo porque su contribución es bastante pequeña, y sólo es interesante por algunos efectos que produce en la atmósfera, como las auroras boreales, de las que hablaremos en otro post. Este campo externo, presenta variaciones diarias y anuales, además de las eventuales que tienen lugar durante las tormentas magnéticas.
3. Contribuciones locales: Cuando existen afloramientos de rocas con gran contenido de minerales magnéticos, o bien cuerpos enterrados próximos a la superficie, la configuración e intensidad del campo magnético presenta anomalías detectables. Es muy importante destacar que esta parte del campo se genera de manera inducida o remanente. La primera responde a las condiciones del campo magnético global, alineándose con él, pero aumentando su intensidad en el lugar. El campo remanente, en cambio, responde a condiciones del pasado que han quedado preservadas en rocas que mientras estaban fundidas permitían a los minerales magnéticos orientar sus partículas según la posición del campo del momento. Al enfriarse y solidificarse las rocas, las partículas quedaron inmovilizadas en esas direcciones. Este efecto se conoce como paleomagnetismo y es vital en el estudio de la historia de la Tierra.

¿Qué características tiene el componente interno del campo, o campo interior?

El campo magnético de la Tierra puede caracterizarse brevemente a través de las siguientes observaciones, algunas de las cuales se ven bien en el gráfico que ilustra el post:

• Dipolaridad. El campo magnético puede asimilarse como ya adelanté, a un imán en forma de barra, con un polo norte y un polo sur, cuyas posiciones no coinciden absolutamente con las de los polos geográficos, pero se les aproximan, aunque van cambiando con el tiempo según veremos más adelante. En este momento, además los polos están invertidos, es decir que el sur geográfico ostenta un norte magnético y viceversa.
• El eje del dipolo mencionado no se encuentra alineado con el de rotación, sino que forma con él un ángulo aproximado a 11,2º, que es variable con el tiempo.
• Toda la configuración del campo está bien representada por curvas cerradas que salen del norte magnético y entran en el sur magnético (polo norte geográfico). Es decir que en los polos magnéticos, las líneas de fuerza son perpendiculares a la superficie terrestre, mientras que en el ecuador, son tangentes a ella. Esta característica define la inclinación magnética.
• La intensidad del campo es máxima en los polos, y mínima en el ecuador, variando aproximadamente entre 25.000 y 65.000 nanoteslas, lo que equivale a entre 0,25 y 0,65 Gauss, lo cual es un valor moderado.

Hasta aquí llegamos hoy, porque el post se ha hecho extenso. El lunes próximo completaremos el tema, en la segunda parte del post, respondiendo a las siguientes preguntas:

¿Cuál sería el origen del campo magnético interno?

¿Cómo se comporta el campo magnético terrestre a lo largo del tiempo?

¿Qué importancia tiene ese comportamiento?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.