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por John
Tarduno y Vincent Hare del Sitio Web TheConversation
traducción de
Adela Kaufmann
NASA, CC BY
Es lo que hace que los compases apunten hacia el norte, y protege
nuestra atmósfera del continuo bombardeo de partículas cargadas
desde el espacio, tales como protones. Sin un campo magnético,
seríamos lentamente despojados de nuestra atmósfera por la dañina
radiación, y es casi seguro que no existiría la vida como existe
hoy.
Pero el campo magnético de la Tierra en realidad cambia. De vez en cuando – en un orden de varios cientos de miles años más o menos - el campo magnético se ha invertido. El norte ha señalado al sur, y viceversa.
Y cuando el campo se voltea, también tiende volverse muy débil.
A la izquierda, el campo magnético de la Tierra al que estamos acostumbrados. A la derecha, un modelo de lo que el campo magnético Podría ser como durante una inversión. NASA / Gary Glazmaier, CC BY
Lo que actualmente tiene, tanto a los geofísicos como a nosotros alborotados es la constatación de que la fuerza del campo magnético de la Tierra ha ido disminuyendo a un ritmo alarmante en los últimos 160 años.
Este colapso está centrado en una enorme extensión del hemisferio sur, que se extiende desde Zimbabwe hasta Chile, conocida como la Anomalía del Atlántico Sur .
La intensidad del campo magnético es tan débil que es un peligro para los satélites que orbitan encima de la región - el campo ya no los protege de la radiación que interfiere con la electrónica de satélite.
Y el campo sigue creciendo más débil, lo que podría augurar incluso eventos más dramáticos, incluyendo una inversión mundial de los polos magnéticos. Un cambio tan importante afectaría a nuestros sistemas de navegación, así como la transmisión de electricidad. El espectáculo de las luces del norte podría aparecer en diferentes latitudes. Y debido a que más radiación alcanzaría la superficie de la Tierra en intensidades de campo muy bajas durante una inversión global, también podría afectar las tasas de cáncer.
Todavía no entendemos completamente lo que sería la magnitud de estos efectos, añadiendo urgencia de nuestra investigación.
Estamos viendo algunas fuentes de datos tal vez inesperadas, incluyendo registros arqueológicos africanos de 700 años de antigüedad para descifrarlo.
Génesis del campo geomagnético
Imagen recortada del interior de la Tierra.
El campo magnético de la Tierra es creado por la convección del hierro en el núcleo externo líquido de nuestro planeta.
A partir de datos de observatorios y de satélite que documentan el campo magnético de los últimos tiempos, podemos modelar cómo se vería el campo si tuviéramos una brújula inmediatamente por encima de núcleo de hierro líquido arremolinado de la Tierra.
Estos análisis revelan una característica sorprendente: Hay un parche de polaridad invertida debajo de África meridional en el límite entre el núcleo y el manto, en el que el núcleo externo de hierro líquido se encuentra con la parte ligeramente más rígida del interior de la Tierra.
En esta área, la polaridad del campo es opuesta al campo magnético global promedio. Si fuésemos capaces de utilizar una brújula de profundidad bajo el sur de África, veríamos que en este parche inusual norte, la brújula en realidad apunta al sur.
Este parche es el principal culpable de la creación de la Anomalía del Atlántico Sur. En las simulaciones numéricas, parches inusuales similares al que está debajo del sur de África aparecen inmediatamente antes de inversiones geomagnéticas.
Los polos se han revertido con frecuencia en la historia del planeta, pero la última inversión fue en el pasado distante, hace algunos 780,000 años.
La rápida descomposición del campo magnético reciente, y su patrón de decadencia, naturalmente, plantea la cuestión de lo que estaba ocurriendo antes de los últimos 160 años.
El Arqueo-magnetismo nos lleva más atrás en el tiempo
En estudios arqueo-magnéticos, los geofísicos forman equipo con los arqueólogos para aprender sobre el campo magnético pasado.
Por ejemplo, la arcilla utilizada para hacer la cerámica contiene pequeñas cantidades de minerales magnéticos, tales como magnetita. Cuando la arcilla se calienta para hacer una olla, sus minerales magnéticos pierden cualquier magnetismo que hayan podido sostener.
Después de enfriarse, los minerales magnéticos graban la dirección y la intensidad del campo magnético en ese momento.
Si se puede determinar la edad de la olla, o del sitio arqueológico del que procede (utilizando la datación por radiocarbono, por ejemplo), entonces puede recuperarse una historia arqueo-magnética.
Utilizando este tipo de datos, tenemos una historia parcial de arqueo-magnetismo para el hemisferio norte.
Por el contrario, el registro arqueo-magnético del Hemisferio Sur es escaso. En particular, no ha habido prácticamente ningún dato desde el sur de África - y esa es la región, junto con América del Sur, que podría proporcionar la mayor penetración en la historia del núcleo revertido, creando la anomalía de hoy del Atlántico Sur.
Pero los antepasados de los africanos del sur de hoy en día, los metalúrgicos y agricultores de habla bantú que comenzaron a migrar a la región hace entre 2,000 y 1,500 años, sin querer nos dejaron algunas pistas.
Estos pueblos de la Edad del Hierro vivían en chozas construidas de barro, y almacenaban sus granos en contenedores de arcilla endurecida.
Como primeros agricultores de la Edad del Hierro del sur de África, ellos dependían en gran medida de las precipitaciones.
Contenedores de grano al estilo de los utilizados hace siglos.
Las comunidades respondían a menudo a los tiempos de sequía con rituales de limpieza que involucraban la quema de graneros de barro.
Ésta un poco trágica serie de eventos para estas personas fue, en última instancia, una gran ayuda muchos cientos de años después para el arqueo-magnetismo. Al igual que en el caso de la cocción y el enfriamiento de una olla, la arcilla en estas estructuras registra el campo magnético de la Tierra a medida que se enfría.
Debido a que los suelos de estas antiguas cabañas y silos de granos a veces se pueden encontrar intactos, podemos probar obtener un registro de la dirección y la fuerza de su campo magnético contemporáneo.
Cada planta es un pequeño observatorio magnético, con su brújula congelada en el tiempo inmediatamente después de la quema.
Con nuestros colegas, hemos centrado nuestro muestreo en sitios poblados de la Edad de Hierro que salpican el valle del río Limpopo, limitado hoy por Zimbabwe al norte, Botswana al oeste y Sudáfrica, al sur.
¿Qué
está pasando en lo profundo de la Tierra,
El campo magnético en proceso de cambio
El muestreo en lugares en el valle del río Limpopo ha dado la primera historia arqueo-magnética para África meridional entre los años 1,000 y 1,600.
Lo que encontramos revela un período en el pasado, cerca de 1,300 DC, cuando el campo en esa zona estaba disminuyendo tan rápidamente como lo está haciendo hoy. Luego, la intensidad se incrementó, aunque a un ritmo mucho más lento.
La aparición de dos intervalos de desintegración rápida sobre el terreno – uno hace 700 años y uno hoy - sugiere un fenómeno recurrente.
¿Podría el parche de flujo invertido actualmente en Sudáfrica haber sucedido con regularidad, más atrás en el tiempo de lo que nuestros registros han demostrado? Si es así, ¿por qué le ocurriría de nuevo en este lugar?
Durante la última década, los investigadores han acumulado las imágenes de los análisis de las ondas sísmicas de los terremotos. A medida que las ondas de corte sísmico se mueven a través de capas de la Tierra, la velocidad con la que viajan es una indicación de la densidad de la capa.
Ahora sabemos que una gran área de lentas ondas de corte sísmicas caracteriza la capa límite entre el núcleo debajo de África del Sur.
Ubicación de la Anomalía del Atlántico Sur.
Esta región en particular por debajo del sur de África tiene el título un tanto prolijo de Gran Provincia Africana de Baja Velocidad.
Mientras que muchos hacen muecas al escuchar el nombre descriptivo pero rico-en-jerga, es una característica profunda que debe tener decenas de millones de años de antigüedad. Mientras a miles de kilómetros a través, sus límites son agudos. Curiosamente, el parche de flujo en el núcleo invertido es casi coincidente con su borde oriental.
El hecho de que el actual parche revertido del núcleo central y el borde de la Gran Provincia Africana de Baja Velocidad estuvieran físicamente tan cerca nos hizo pensar. Nosotros hemos llegado con un modelo que relaciona los dos fenómenos .
Sugerimos que el inusual manto de África cambia el flujo de hierro en el núcleo por debajo, que a su vez cambia la forma en que el campo magnético se comporta en el borde de la provincia sísmica, y conduce a parches de flujo invertidos.
Especulamos que estos parches centrales invertidos crecen rápidamente y luego disminuyen más lentamente. De vez en cuando un parche puede aumentar de tamaño, lo suficiente como para dominar el campo magnético del hemisferio sur - y revertir los polos.
La idea convencional de las reversiones es que pueden empezar en cualquier lugar en el núcleo.
Nuestro modelo conceptual sugiere que puede haber lugares especiales en el límite entre el núcleo y el manto que promueven las inversiones. Todavía no sabemos si el campo actual se va a revertir en los próximos mil años, o simplemente continuará debilitándose durante el próximo par de siglos.
Pero las pistas proporcionadas por los antepasados de hoy en día de los africanos del sur, sin duda, ayudará a desarrollar aún más nuestro propuesto mecanismo de las inversiones.
Si es correcto, las inversiones de los polos pueden estar "fuera de África".
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