El campo magnético de la Tierra colapsó casi por completo hace 550 millones de años


Hace más de quinientos millones de años, la Tierra experimentó un colapso casi completo de su campo magnético. Comenzó a principios del período Cámbrico. Luego, después de un período de unos 15 millones de años, el campo comenzó a crecer nuevamente. La causa de ese colapso y el rebote del campo era un misterio. Luego, un grupo de geólogos estudió rocas de Oklahoma que se crearon durante ese tiempo. Los marcadores magnéticos en los minerales de las rocas apuntaban hacia un evento que comenzó hace unos 550 millones de años. Eso fue antes de la introducción de la vida multicelular en nuestro planeta.

Simulación visual del campo magnético terrestre. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Mira profundamente en el núcleo

Para entender lo que pasó, mira la estructura de nuestro planeta. La mayoría de nosotros aprendemos en la escuela que la Tierra está compuesta de capas. Ahí está la corteza, donde estás sentado leyendo esto ahora mismo. Debajo está el manto, la capa más gruesa de la Tierra. Se encuentra sobre el núcleo exterior fundido, que rodea el núcleo interior sólido. Ese núcleo interno tiene dos partes: un núcleo interno más externo y un núcleo interno más interno. La región central se encuentra a unos 2900 kilómetros debajo de la superficie. La acción arremolinada del hierro líquido en el núcleo externo es lo que genera nuestro campo magnético. Si no fuera por esa actividad, no tendríamos un escudo protector contra el viento solar. De hecho, sin él, nuestro planeta podría parecerse más a Marte hoy.

Las capas de la Tierra, que muestran el núcleo interno y externo, el manto y la corteza. Crédito: Discovermagazine.com
Las capas de la Tierra, que muestran el núcleo interno y externo, el manto y la corteza. Crédito: Discovermagazine.com

Entonces, ¿qué pasó en el núcleo? ¿Por qué nuestro campo magnético se desvaneció a casi el 10 por ciento de su fuerza y luego se regeneró de nuevo? Según John Tarduno, profesor de geofísica de la Universidad de Rochester en Nueva York, la causa fue la formación del núcleo interno sólido de la Tierra.

“El núcleo interno es tremendamente importante”, dijo. “Justo antes de que el núcleo interno comenzara a crecer, el campo magnético estaba a punto de colapsar, pero tan pronto como el núcleo interno comenzó a crecer, el campo se regeneró”.

Paleomagnetismo revela cambios en nuestro campo magnético

Citado en un artículo reciente, Tarduno y un equipo de investigadores datan fechas cruciales en la historia del núcleo interno. También dieron una estimación precisa de la edad del colapso y la regeneración. Dado que no pueden alcanzar el núcleo y observarlo directamente, ¿cómo descubrieron cuándo ocurrieron estos eventos? El equipo recurrió al paleomagnetismo para encontrar una respuesta. Ese es el estudio de los marcadores magnéticos en las rocas que se crearon cuando se formaron las rocas. Los geólogos a menudo usan esto para rastrear los registros de otros cambios en el campo magnético de la Tierra, como el cambio de polos.

El campo magnético de la Tierra se extiende desde el núcleo a través del manto y la corteza hasta el espacio. Es imposible medir el campo magnético dentro de la Tierra directamente. Eso se debe a la ubicación y las temperaturas extremas de los materiales en el núcleo. Entonces, los geólogos pensaron en una mejor manera. Buscaron marcadores paleomagnéticos en rocas y minerales que subieron a la superficie. Esos marcadores son como pequeñas agujas que bloquean la dirección y la intensidad del campo magnético que existía cuando los minerales se enfriaron después de formarse.

Tarduno y su equipo querían identificar la edad y el crecimiento del núcleo interno de la Tierra usando paleomagnetismo para medir esas partículas. Por lo tanto, utilizaron un láser de CO2 y un magnetómetro de dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID) para analizar los cristales de feldespato de la roca anortosita y estudiar sus marcadores magnéticos perfectos.

Una representación de la Tierra, primero sin un núcleo interno; segundo, con un núcleo interno que comenzó a crecer, hace unos 550 millones de años; tercero, con un núcleo interno más externo y más interno, hace unos 450 millones de años. Los investigadores de la Universidad de Rochester utilizaron el paleomagnetismo para determinar estas dos fechas clave en la historia del núcleo interno, que creen que restauró el campo magnético del planeta justo antes de la explosión de vida en la Tierra. (Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw)

Rocas de citas que usan el magnetismo para ganar

Al estudiar el magnetismo encerrado en esos cristales antiguos, los investigadores determinaron dos nuevas fechas importantes. La primera fue cuando el campo magnético comenzó a fortalecerse después de casi colapsar 15 millones de años antes. Ese rápido rebrote se debió a la formación de un núcleo interno sólido. De hecho, recargó el núcleo exterior fundido y restauró la fuerza del campo magnético.

Otra cosa interesante sucedió hace unos 450 millones de años. Fue entonces cuando cambió la estructura del núcleo interno en crecimiento. El resultado fue un límite entre el núcleo interno más interno y el más externo. Muy por encima del núcleo, se produjeron cambios en el manto debido a la tectónica de placas en la superficie.

El paleomagnetismo hizo posible esta nueva comprensión del núcleo de la Tierra, según Tarduno. «Debido a que restringimos la edad del núcleo interno con mayor precisión, pudimos explorar el hecho de que el núcleo interno actual en realidad está compuesto por dos partes», dijo. «Los movimientos de placas tectónicas en la superficie de la Tierra afectaron indirectamente al núcleo interno, y la historia de estos movimientos está impresa en lo profundo de la Tierra en la estructura del núcleo interno».

Esta figura muestra una sección transversal del planeta Marte que revela un núcleo interno de alta densidad enterrado en lo profundo del interior. Las líneas del campo magnético dipolar se dibujan en azul y muestran el campo magnético a escala global asociado con la generación de dínamo en el núcleo. El antiguo Marte debe haber tenido un campo así, pero hoy no es obvio. Tal vez la fuente de energía que alimentaba la primera dínamo se ha apagado. Crédito: NASA/JPL/GSFC

¿Qué pasa con los campos magnéticos en otros lugares?

La investigación del equipo sobre pistas paleomagnéticas de la evolución interior de la Tierra proporciona pistas sobre la historia y la evolución de nuestro planeta. También ofrece una idea de cómo se volvió habitable. Finalmente, su trabajo tiene implicaciones para comprender la evolución de otros planetas en el sistema solar. Las cosas bien podrían ser muy diferentes si no tuvieran campos magnéticos. Por ejemplo, Marte alguna vez tuvo un campo magnético, pero se disipó hace más de 4 mil millones de años. Eso dejó al planeta vulnerable al viento solar y probablemente jugó un papel en la pérdida de los océanos marcianos.

No está claro si la Tierra habría corrido la misma suerte si su campo magnético no se hubiera regenerado. Tarduno dijo que nuestro planeta habría perdido mucha agua si el campo magnético no hubiera regresado. “El planeta sería mucho más seco y muy diferente al planeta actual”, señaló. «Esta investigación realmente destaca la necesidad de tener algo así como un núcleo interno en crecimiento que sostenga un campo magnético durante toda la vida, muchos miles de millones de años, de un planeta».

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