Entrevista a André Balogh

Sobre el magnetismo en el Sistema Solar

Annia Domènech / 02-03-2004

André Balogh es profesor de Física Espacial en el Departamento de Física del Imperial College en Londres. Su campo de investigación se centra en los campos magnéticos del Sistema Solar y, especialmente, en el de Mercurio.

El hombre no es sensible al campo magnético, por ello le cuesta comprenderlo. Sin embargo, el Sol y la Tierra tienen plasmas ionizados, es decir, cargas libres en movimiento y, por tanto, campos magnéticos. No son los únicos…


¿Cómo genera la Tierra su campo magnético?
El núcleo terrestre es líquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dínamo, y es ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa.

¿Qué ha permitido deducirlo?
El estudio del fondo oceánico, en el cual las distintas capas evidencian las diferentes épocas conforme han ido sedimentando los materiales. Algunos de ellos, los férricos, conservan la orientación de la magnetización inducida por el campo magnético terrestre. Al analizar las muestras con una secuencia temporal, se aprecia que ocasionalmente están magnetizadas en sentidos opuestos. Esto implica que el campo magnético cambió de orientación. Ocurre cada centenares de miles de años, o quizás millones.
No sabemos qué efecto tendría en los seres humanos un cambio así. Esperemos que no ocurra pronto, puesto que estoy convencido de que repercutiría seriamente en nuestra salud. La anulación del campo magnético terrestre conlleva una pérdida de protección frente a los rayos cósmicos y las emisiones del Sol.

Quizás no se detenga para cambiar de dirección.
No puede ocurrir instantáneamente. No estoy seguro de la rapidez con la que cambia, pero quizás tarde centenares de años. Esto implica que durante este periodo de tiempo el campo magnético es inestable y, por tanto, no tan protector como ahora.

¿Se ha relacionado con las grandes extinciones de animales?
Se ha intentado, pero no parece existir una fuerte correlación. Pienso que las extinciones de animales fueron probablemente debidas a otras razones como las erupciones volcánicas o los impactos de meteoritos.
Sin embargo, el cambio de orientación del campo magnético podría tener un efecto más sutil. Los rayos cósmicos son partículas energéticas bastante peligrosas que golpean la Tierra continuamente puesto que la magnetosfera es insuficiente para interceptarlos en su totalidad. Si ésta no existiera, previsiblemente la llegada de rayos cósmicos aumentaría y con ellos el número de mutaciones.

¿Por qué eventualmente Norte y Sur se intercambian?
Esto es lo que no entendemos. La teoría de las dínamos en los planetas es muy complicada y difícil de verificar de un modo preciso. Sabemos que la dínamo terrestre actúa más o menos como creemos que lo hace, pero no podemos predecir sus cambios con una teoría.

Así que hay campos magnéticos similares en otros planetas.
Sí, en algunos de ellos. Hay un gran imán, o campo magnético o dínamo, en Júpiter y en Saturno. También, aunque más pequeño, en Neptuno y Urano. Fue la nave espacial Voyager la que los midió dándolos a conocer.
El caso de Mercurio es muy interesante. Este planeta, muy pequeño y cercano al Sol, presenta un campo magnético, lo que ha sido establecido sin ninguna duda por la única misión espacial que ha estado allí. Sin embargo, las predicciones establecían que no tendría ninguno.
Creemos que un planeta se forma a partir de líquido y después solidifica. En el caso de Mercurio, al ser tan pequeño habría solidificado completamente, pese a estar en un lugar de altas temperaturas por su cercanía al Sol. Si el interior de un planeta es sólido, en teoría no puede existir un campo magnético.

Entonces los planetas tienen campos magnéticos causados por un núcleo interno líquido. ¿No es posible que haya otra razón?
Para Mercurio hay algunas hipótesis propuestas, ya que hay quien todavía duda de la existencia de líquido en su interior. Sin embargo, ninguna es satisfactoria.
En mi opinión, una vez la misión BepiColombo haya medido adecuadamente el campo magnético de Mercurio, podrá afirmarse la existencia de un núcleo líquido. Si fuera así, algunos teóricos planetarios tendrán que comenzar otra vez su trabajo.
Hay planetas sin campo magnético. Venus no tiene campo magnético. Marte en principio tampoco, aunque algunas misiones de la NASA han determinado la presencia de uno congelado en la superficie. Parece que, al solidificarse, el material magnético permaneció alineado de modo que mantiene un pequeño campo magnético, pero no procede de una dínamo inexistente.
La Luna tampoco tiene un campo magnético.

Algunos científicos defienden que en Marte sí hay una dínamo, pero que ahora está “escondida”.
Marte tiene un núcleo líquido, pero no un campo magnético. ¿Es posible que en estas circunstancias un planeta no comience una dínamo? Se piensa que sí. Sin embargo, también sería posible, aunque difícil de verificar, que justo en este momento se estuviera dando en Marte el cambio de los polos por el que ha pasado varias veces la Tierra. En dicho caso no se apreciaría la dínamo. Se trata de una hipótesis controvertida porque se puede comprender Marte sin necesidad de que esto esté ocurriendo.

¿Y el Sol?
Es una gran bola de gas incandescente en el espacio que carece de rigidez. Tiene cerca de un millón y medio de km de diámetro y sabemos que rota (la primera vez que se determinó fue gracias al movimiento de las manchas solares) y que lo hace de un modo diferenciado: al alejarte del ecuador e ir hacia los polos gira más lentamente.
El Sol también vibra. Precisamente a partir de la propagación de las ondas que hacen oscilar al Sol, la heliosismología determina algunas de sus propiedades, como la densidad y la distribución de temperatura.

Querría saber dónde se origina el campo magnético solar.
El calor se aleja del núcleo termonuclear solar, donde es generado, por radiación. Sin embargo, al llegar a la superficie el calor no puede escapar lo suficientemente rápido y se forma una zona de convección, que es donde el Sol burbujea. Ocurre algo parecido al hervir agua en una cazuela.
Es decir, justo debajo de la zona convectiva (donde burbujea) está la radiativa (donde no). Entre ambos lados de esta particular interfaz hay una rotación distinta, que es donde se origina el campo magnético solar, donde está la dínamo solar. Esto se ha sabido en los últimos diez años.

¿Qué son las manchas solares?
En las manchas solares hay campos magnéticos muy fuertes que bloquean parcialmente el transporte de energía a través de la atmósfera estelar. Por ello, son zonas más frías que el resto de la superficie (de 1500 a 2000 grados menos) y es por contraste que se ven más oscuras.
Son un síntoma de la actividad del Sol: cuantas más manchas aparecen más activa es la estrella.

¿Tienen relación con las tormentas solares?
Las mayores tormentas solares se producen justo antes o después del máximo de manchas solares. Alrededor del máximo, los campos magnéticos de la superficie del Sol están muy “enredados”, lo que implica que almacenan mucha energía. Al desenredarse la liberan en una explosión que da lugar a las tormentas solares.
Normalmente no coincide con el máximo de manchas solares, no sabemos exactamente por qué.

¿Cómo pueden dichas tormentas afectar a la Tierra?
Como ya he comentado, la magnetosfera terrestre desvía habitualmente gran parte de las partículas procedentes del Sol. Sin embargo, durante las tormentas solares se crea un gran número de partículas muy energéticas que pueden penetrar cerca de la Tierra y dañar a los astronautas y las naves espaciales, así como estropear los satélites meteorológicos, de comunicaciones… Por ejemplo, en enero de 2001 una gran tormenta solar destruyó un satélite americano de televisión.
Además, como en estas ocasiones el Sol eyecta una gran cantidad de masa (que viaja muy rápido, entre 1.000 y 2.000 km/s), ésta golpea la magnetosfera y provoca las tormentas geomagnéticas, que tienen varios efectos sobre la Tierra. Entre otros, el fenómeno de las auroras polares y la posible interrupción de las comunicaciones de radio y las redes de distribución eléctrica. Los instrumentos que dependen de la estabilidad del campo magnético terrestre se vuelven locos…

¿Pueden predecirse?
Es de lo que se ocupa principalmente la meteorología espacial. Los expertos que observan los campos magnéticos solares saben aproximadamente cuando van a explotar, pero no pueden predecir el día exacto.
No todas las tormentas solares tienen los mismos efectos. Además, aunque sean grandes pueden pasar de largo la Tierra. Esto supone un riesgo al hacer predicciones, que pueden alarmar a la población para que después no ocurra nada. Predecir la meteorología espacial es tan susceptible de error como predecir la meteorología terrestre.

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El autor

Annia Domènech es Licenciada en Biología y Periodismo. Periodista científico responsable de la publicación caosyciencia.

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