As¨ª es el escudo magn¨¦tico que protege a la Tierra y hace posible la vida

Ocurre a menudo que lo m¨¢s importante pasa absolutamente desapercibido. Por ejemplo, ?cu¨¢ndo fue la ¨²ltima vez que pens¨® en el campo magn¨¦tico terrestre, si es que alguna vez lo ha hecho? Adem¨¢s de dirigir las agujas de las br¨²julas hacia el norte o la migraci¨®n de las aves, ?el campo magn¨¦tico terrestre tiene alg¨²n otro efecto en nuestro d¨ªa a d¨ªa?

Vamos a comenzar con un spoiler: el campo magn¨¦tico terrestre desv¨ªa cada segundo unos 1,5 millones de toneladas de material eyectado del Sol a alta velocidad. Si no estuviera ah¨ª, la atm¨®sfera sufrir¨ªa una erosi¨®n directa y continuada, no tendr¨ªa capacidad para esquivar el impacto directo de esas part¨ªculas solares, que arrastrar¨ªan con ellas todo lo que nos protege. Por tanto, sin campo magn¨¦tico terrestre, no existir¨ªa la vida tal y como la conocemos en la superficie de nuestro planeta. Desde luego, tampoco ser¨ªan posibles nuestras sociedades tecnol¨®gicas, ya que el campo magn¨¦tico protege tambi¨¦n nuestros equipos electr¨®nicos, no solo nuestro ADN, de este mismo bombardeo.

La Tierra (igual que Mercurio, J¨²piter, Saturno, Neptuno y Urano) est¨¢ rodeada por un campo magn¨¦tico relativamente intenso que tiene su origen, en su mayor parte, en el interior del planeta. Se cree que, ahora, en esta etapa de la evoluci¨®n terrestre, est¨¢ alimentado por el enfriamiento y la cristalizaci¨®n del n¨²cleo: eso agita el hierro l¨ªquido que lo rodea, creando potentes corrientes el¨¦ctricas que generan ese campo magn¨¦tico que se extiende hacia el espacio. A este tipo de campo magn¨¦tico se le conoce como geodinamo y a la estructura de campos de fuerzas que desv¨ªa la mayor parte del viento solar, formando un escudo protector, se la llama magnetosfera.

Para dar algunos detalles de c¨®mo funciona, viajemos ahora unos 80 kil¨®metros por encima de nuestras cabezas. All¨ª, a esa altura por encima del suelo, ocurre algo fundamental. Y es que una fracci¨®n importante del gas en esta regi¨®n est¨¢ ionizado, es decir, que las part¨ªculas est¨¢n cargadas el¨¦ctricamente, en general porque han perdido alg¨²n electr¨®n en su estructura debido a la radiaci¨®n energ¨¦tica de nuestra estrella. Las part¨ªculas cargadas se comportan de una manera muy especial: siguen las l¨ªneas de campo magn¨¦tico y, por tanto, se mueven como en autopistas concretas, es como si fuesen por carriles.

Antes de seguir, puntualicemos algo importante: el Sol, como todas las estrellas, adem¨¢s de energ¨ªa electromagn¨¦tica en todo el rango (nuestros ojos solo son sensibles a la luz visible, que es un rango muy estrecho), eyecta grandes cantidades de material en forma de part¨ªculas cargadas a alta velocidad. Esto es lo que se conoce como viento estelar; o viento solar, en el caso de la nuestra estrella. En la conexi¨®n entre la magnetosfera y el viento solar est¨¢ el coraz¨®n de lo que se conoce como clima espacial.

Si pudi¨¦ramos visualizar el campo magn¨¦tico terrestre ver¨ªamos que es lo que conocemos como campo magn¨¦tico dipolar, donde las l¨ªneas de fuerza salen de un hemisferio y se meten en el otro. En la convenci¨®n normal, las l¨ªneas del campo que salen, las que apuntan hacia fuera son el norte magn¨¦tico y las que entran el sur. En el caso de la Tierra, a veces para evitar confusi¨®n con el norte geogr¨¢fico se invierte la convenci¨®n y el polo norte magn¨¦tico apunta hacia el sur y el polo sur magn¨¦tico hacia el norte. En el norte, las l¨ªneas de campo apuntan hacia dentro, al rev¨¦s que con los imanes. Est¨¢ adem¨¢s inclinado 11,5 grados respecto al eje de giro del planeta, que es el que define los polos norte y sur geogr¨¢ficos.

Una fascinante estructura

El campo magn¨¦tico terrestre es dos veces m¨¢s intenso en los polos que en el ecuador. Esto lo sabemos gracias a los instrumentos colocados en sat¨¦lites que han explorado tanto la intensidad como la direcci¨®n del campo magn¨¦tico terrestre y confirmado su naturaleza en forma de dipolo. La forma que adquiere es, adem¨¢s de compleja, variable. Algunos de sus componentes son los cinturones de radiaci¨®n de Van Allen, la corriente de anillo, la cola magn¨¦tica o la magnetopausa.

Demos tan solo algunos detalles fascinantes de la estructura del campo magn¨¦tico que rodea la Tierra. Rodeando el planeta existe una regi¨®n que est¨¢ formada por plasma fr¨ªo y denso que rota con la Tierra. Est¨¢n tambi¨¦n ah¨ª fuera los cinturones de Van Allen, donde las part¨ªculas se mueven con energ¨ªas relativistas (cercanas a la velocidad de la luz).

En lo que se conoce como la corriente de anillo, los iones energ¨¦ticos se mueven a mucha menos velocidad que en los cinturones de Van Allen, pero tienen una densidad m¨¢s alta y producen una corriente el¨¦ctrica que rodea a la Tierra. Los electrones se mueven de la zona del crep¨²sculo a la zona donde es de noche y los iones cargados positivamente lo hacen al rev¨¦s. Esta corriente de anillo genera un campo magn¨¦tico que apunta en la direcci¨®n opuesta del campo magn¨¦tico terrestre y que, cuando se intensifica, disminuye la intensidad del campo que se mide en superficie. Hay m¨¢s corrientes que conectan la corriente de anillo con la ionosfera y que juegan un papel esencial en las auroras boreales y el clima espacial.

Para entender la configuraci¨®n global de la forma en que se mueven las part¨ªculas en nuestro entorno espacial nos falta un ingrediente fundamental: el viento solar, que adem¨¢s es magn¨¦tico. Una manera de visualizar de manera sencilla esa interacci¨®n es imaginar el viento solar como la corriente de un r¨ªo y la Tierra y su campo magn¨¦tico como una piedra gigante. Como el viento solar es supers¨®nico tenemos un choque de proa y detr¨¢s del obst¨¢culo tenemos la cola, una cola magn¨¦tica. Lo de las tormentas magn¨¦ticas y su origen lo dejamos para otra ocasi¨®n.

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