¿Dónde está el Polo Norte?

“Estaban un piloto, un marinero y un grupo de exploradores en tres países diferentes. A cada uno se le dio una brújula y se les indicó que fueran al polo norte. El piloto tomó su avión, el marinero salió del puerto y los exploradores fueron caminando en grupo. A los pocos días, todos habían llegado a su destino y para festejarlo se reunieron a tomar algo en un bar llamado ‘Golem’, muy cerca del jardín central de la mágica ciudad de Guanajuato, en México. ¡Por haber llegado al polo norte! —dijo el marinero mientras todos levantaban sus tarros de cerveza.”

La narración anterior podría no sonar tan descabellada después de todo.

A lo largo de la historia de la Tierra, su campo magnético se ha movido una gran cantidad de veces. No se trata de un evento catastrófico como el que muchos charlatanes pretenden vender, sino de un fenómeno natural de lo más interesante y enigmático, alrededor del cual hay muchas preguntas sin responder. Por ejemplo, se sabe que la polaridad norte-sur del campo —que podemos imaginar como el de un magneto o imán de barra— permanece con la misma intensidad por miles o hasta millones de años, pero por razones desconocidas ocasionalmente comienza a debilitarse, moverse y hasta invertirse (se dice que el campo magnético se ha invertido cuando el polo norte magnético se transforma en el polo sur y viceversa).

Hasta ahora, los científicos pensaban que esta voltereta magnética tardaba en completarse entre 1,000 y 20,000 años. Además, no había claridad en los registros geológicos sobre las señales que pudieran anticipar una inversión. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por científicos de Italia, Francia y Estados Unidos podría ayudar a entender mejor la evolución del campo magnético terrestre, además de dar luz sobre los porqué de las inversiones. En un artículo que será publicado en noviembre en la revista Geophysical Journal International, el equipo reportó la datación (con mejor precisión que trabajos anteriores) de la última inversión y estimó (y de paso confirmó) que este cambio ocurrió mucho más rápido de lo que se creía.

La Tierra por dentro

A la Tierra la podemos imaginar como una cereza cubierta por muchas capas de chocolate. Por fuera, en la capa más externa, el chocolates es sólido, pero conforme viajamos al interior tendríamos material cada vez más fluido debido al calor generado desde el mero centro. Así, los científicos hablan de un núcleo interno sólido y uno externo fluido; la interacción entre estas dos componentes produce el campo magnético. Una de las hipótesis de su formación es que los fluidos metálicos se agitan y mueven de forma compleja como resultado de la convección por el calor del núcleo: el material más caliente tiende a subir, mientras el frío se asienta. Se estima que el material fundido tiene velocidades de decenas de kilómetros por año y mientras cruza el campo magnético existente, produce corrientes eléctricas, las cuales generan un mayor campo magnético. Los expertos llaman a este mecanismo geodinamo.

“Aunque no tenemos un modelo que satisfaga a todos, sabemos que los cambios en el campo magnético están relacionados con las condiciones en el núcleo externo”, explica el Dr. Avto Gogichaishvili, investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM, Unidad Morelia. “Es a unos 2,900 kilómetros bajo nuestros pies donde se genera el campo a través de movimientos magnetohidrodinámicos de materiales compuestos básicamente de hierro y de níquel”, dice el experto en geomagnetísmo y paleomagnetísmo.

Así, el núcleo de nuestro planeta está lejos de ser algo inmóvil y constante. De hecho, los polos magnéticos se han movido (y lo siguen haciendo) muchísimas veces de posición en periodos de cientos o miles de años, en algo que los expertos llaman excursiones geomagnéticas. Y no sólo eso, la intensidad del campo magnético ha variado también.

A partir de estudios de la magnetización de minerales en clavos antiguos, se ha estimado que el campo magnético de la Tierra era dos veces más fuerte en la época de la antigua Roma. Pero desde 1840 se han hecho mediciones más o menos constantes y se ha determinado que, efectivamente, su fuerza está disminuyendo. Recientemente se dio a conocer que datos del satélite Swarm, de la Agencia Espacial Europea, muestran un debilitamiento del campo 10 veces más rápido de lo que se pensaba: la fuerza disminuye 5 por ciento por década, en lugar de 5 por ciento por siglo. Algunos investigadores relacionan esta caída con una etapa temprana de una inversión geomagnética.

Sin embargo, los cambios en la polaridad norte-sur no son del todo predecibles, ni han sido periódicos y han ocurrido varias veces en los últimos 10 millones de años a una tasa promedio de más o menos 4-5 cada millón de años. La última, llamada inversión Brunhes-Matuyama en honor de los científicos que la descubrieron a principios del siglo pasado, se pensaba que había ocurrido hace unos 780,000 años; ahora hay cifras más precisas.

Capas con historia

El equipo ítalo-anglo-francés de científicos reportó en su artículo que la última inversión sucedió hace 786,100 años y confirmó lo que otros estudios habían reportado: que ocurrió rápidamente, en menos de 100 años —apenas el tiempo de una o dos generaciones de humanos. “Este es uno de los mejores registros que tenemos hasta ahora de lo que sucede durante una inversión y de la rapidez con que pueden ocurrir”, comenta Courney Sprain, de la Universidad de California en Berkeley y parte del grupo liderado por Leonardo Sagnotti del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Roma.

La inversión se detectó estudiando la alineación del campo magnético en rocas volcánicas y sedimentos, cuya edad pudo ser estimada con métodos independientes. Sagnotti y sus colaboradores midieron la alineación en las capas de sedimentos de un antiguo lago, ahora expuesto en la cuenca de Sulmona, una provincia al este de Roma, Italia. Los sedimentos del lago están intercalados con ceniza de erupciones volcánicas. Por un lado, parte del equipo, dirigido por Sagnotti, midió la dirección del campo magnético “congelado” en los sedimentos, mientras que la parte norteamericana dató las capas de ceniza encima y debajo de los sedimentos que registraron la última inversión.

Debido a que los sedimentos del lago se fueron depositando más o menos constantemente en periodos de 10,000 años, los científicos fueron capaces de interpolar la fecha que mostraba la transición Brunhes-Matuyama con alta precisión. Además, los resultados del equipo muestran que el fenómeno ocurrió muy rápido, probablemente en menos de 100 años. Hasta ahora se creía que las inversiones podían durar de uno a varios miles de años en completarse. Pero no sólo eso. Los investigadores encontraron que el súbito cambio fue precedido por un periodo de inestabilidad que duró más de 6,000 años y que incluyó dos intervalos con campo magnético bajo.

Con tantos cambios ahora confirmados, la historia con la que empieza este artículo no suena tan disparatada.

Los científicos continúan trabajando y se encuentran estudiando alguna posible correlación climática con los registros de los sedimentos italianos.

“Algo difícil de estimar”

Aunque las inversiones magnéticas son eventos muy importantes, no hay hasta ahora catástrofes geológicas o biológicas asociadas a ellas. Sin embargo, hoy en día, las redes eléctricas y las comunicaciones podrían sufrir graves afectaciones. Por otro lado, el campo magnético protege a los organismos vivos de recibir grandes dosis de partículas energéticas del Sol y rayos cósmicos, que podrían causar mutaciones genéticas. Por el momento, desconocemos cuáles podrían ser las consecuencias de largos periodos de inestabilidad y debilitamiento del campo magnético. “La inversión geomagnética es un fenómeno global y afectaría a nuestro planeta en su conjunto, debido a que durante las transiciones se pierde la función de blindaje” dice el Dr. Gogichaishvili, “es difícil estimar las afectaciones precisas, sin embargo estas serían graves y parcialmente reversibles”, concluye.