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Su estudio ofrece una nueva visión del flujo arremolinado de hierro a 2.800 kilómetros por debajo de la superficie del planeta y de cómo ha influido en el movimiento del campo magnético durante los últimos cien mil años.
Nuestro campo magnético se genera y mantiene gracias a un flujo convectivo de metal fundido que forma el núcleo externo de la Tierra. El movimiento del hierro líquido crea las corrientes eléctricas que alimentan el campo, que no sólo ayuda a guiar los sistemas de navegación, sino que también contribuye a protegernos de la dañina radiación extraterrestre y a mantener nuestra atmósfera.
El campo magnético cambia constantemente. Los satélites proporcionan ahora nuevos medios para medir y rastrear sus cambios actuales, pero el campo existía mucho antes de la invención de los dispositivos de registro hechos por el hombre. Para captar la evolución del campo a través del tiempo geológico, los científicos analizan los campos magnéticos registrados por los sedimentos, las coladas de lava y los artefactos fabricados por el hombre. El seguimiento preciso de la señal del campo del núcleo de la Tierra es extremadamente difícil, por lo que las tasas de cambio del campo estimadas por estos tipos de análisis siguen siendo objeto de debate.
Ahora, el doctor Chris Davies, profesor asociado de Leeds, y la profesora Catherine Constable, del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, en California, han adoptado un enfoque diferente. Combinaron simulaciones por ordenador del proceso de generación del campo con una reconstrucción recientemente publicada de las variaciones temporales del campo magnético de la Tierra que abarcan los últimos 100.000 años
Su estudio, publicado en Nature Communications, muestra que los cambios en la dirección del campo magnético de la Tierra alcanzaron ritmos hasta 10 veces mayores que las variaciones más rápidas registradas en la actualidad, de hasta un grado por año.
Demuestran que estos rápidos cambios están asociados a un debilitamiento local del campo magnético. Esto significa que estos cambios se han producido generalmente en torno a momentos en los que el campo ha invertido su polaridad o durante excursiones geomagnéticas en las que el eje del dipolo -que corresponde a las líneas de campo que surgen de un polo magnético y convergen en el otro- se aleja de las ubicaciones de los polos geográficos Norte y Sur.
El ejemplo más claro de esto en su estudio es un cambio brusco en la dirección del campo geomagnético de aproximadamente 2,5 grados por año hace 39.000 años. Este cambio se asoció a una intensidad de campo localmente débil, en una región espacial confinada justo frente a la costa occidental de América Central, y siguió a la excursión global de Laschamp, una breve inversión del campo magnético de la Tierra hace aproximadamente 41.000 años.
Se identifican eventos similares en simulaciones informáticas del campo que pueden revelar muchos más detalles de su origen físico que la limitada reconstrucción paleomagnética.
Su análisis detallado indica que los cambios direccionales más rápidos están asociados con el movimiento de parches de flujo invertido a través de la superficie del núcleo líquido. Estos parches son más frecuentes en las latitudes más bajas, lo que sugiere que las futuras búsquedas de cambios rápidos de dirección deberían centrarse en estas zonas.
El Dr. Davies, de la Escuela de Tierra y Medio Ambiente, dijo: «Tenemos un conocimiento muy incompleto de nuestro campo magnético antes de hace 400 años. Dado que estos rápidos cambios representan algunos de los comportamientos más extremos del núcleo líquido, podrían aportar información importante sobre el comportamiento del interior profundo de la Tierra»
El profesor Constable dijo: «Comprender si las simulaciones informáticas del campo magnético reflejan con exactitud el comportamiento físico del campo geomagnético tal y como se deduce de los registros geológicos puede ser muy difícil.
«Pero en este caso hemos podido mostrar una excelente concordancia tanto en las tasas de cambio como en la localización general de los eventos más extremos a través de una serie de simulaciones informáticas. Un estudio más detallado de la evolución de la dinámica en estas simulaciones ofrece una estrategia útil para documentar cómo se producen estos cambios rápidos y si también se encuentran durante épocas de polaridad magnética estable como la que estamos experimentando en la actualidad».