Imagine una barra magnética dentro de la Tierra, más o menos alineada con el eje, donde los extremos de ese imán se encuentran cerca de los polos geográficos norte y sur del planeta. Las líneas del campo magnético viajan desde el polo norte del imán, dando vueltas para regresar hacia el polo sur. En cada polo, las líneas del campo magnético son casi verticales.
Si bien definitivamente no hay una barra magnética dentro de la Tierra, el mismo fenómeno ocurre alrededor de la Tierra, creando un área protectora alrededor del planeta entero llamada magnetosfera, según la NASA. La magnetosfera de la Tierra nos protege de la dañina radiación cósmica y del viento solar y es responsable de las hermosas exhibiciones aurorales observadas en las altas latitudes de los hemisferios norte y sur.
Los polos magnéticos y geográficos de la Tierra están situados uno frente al otro. En otras palabras, el polo sur magnético de la Tierra está realmente cerca del Polo Norte geográfico. Entonces, cuando usamos una brújula para determinar nuestra ubicación, la aguja de la brújula en realidad apunta hacia el polo sur magnético cuando está en el hemisferio norte y hacia el polo norte magnético en el hemisferio sur.
Los polos magnéticos no están fijos y deambulan un poco por la superficie del planeta con respecto a los polos geográficos. Alrededor del 75 por ciento de la intensidad del campo magnético de la Tierra está representada por la "barra magnética". El otro 25 por ciento de la intensidad del campo magnético de la Tierra, que puede considerarse como imanes de barra más pequeños que se mueven, proviene de porciones más pequeñas de magma en movimiento y puede ser lo que permite que los polos se muevan.
Según los datos publicados por los Centros Nacionales de Información Ambiental en febrero de 2019, el polo norte magnético se encuentra en 86.54 N 170.88 E, dentro del Océano Ártico y se dirige desde Canadá hacia Siberia. El polo sur magnético está ubicado en 64.13 S 136.02 E, justo frente a la costa de la Antártida en dirección a Australia.
¿De dónde viene el campo?
Aunque todavía es un poco misterioso, los científicos generalmente están de acuerdo en que el campo magnético de la Tierra comienza en lo profundo del núcleo del planeta. El núcleo externo del planeta está formado por metales fundidos, principalmente hierro, que es un conductor.
"La agitación, el metal fundido en el núcleo externo genera el campo por lo que se conoce como acción de dinamo", dijo Aleksey Smirnov, profesor de geofísica en la Universidad Tecnológica de Michigan.
La acción Dynamo, o la teoría dynamo, describe la forma en que un planeta puede sostener un campo magnético. La dinamo, o fuente del campo magnético, es creada por un material giratorio, convectivo y eléctricamente conductor, como el hierro fundido dentro de la Tierra.
"Hay muchos átomos ionizados y electrones libres deambulando, además hay una forma compleja de convección en el interior, combinada con la rotación natural de la Tierra; hay muchas cargas en movimiento", dijo Doug Ingram, un experto en física y Profesor de astronomía en la Universidad Cristiana de Texas.
Los científicos creen que las cargas creadas por el material metálico en movimiento se mueven alrededor de la región ecuatorial de la Tierra en un movimiento circular que genera los polos magnéticos norte y sur en la superficie, dijo Ingram.
¿Por qué se mueven los polos?
La dinamo de la Tierra es persistente, pero inestable. En este momento, el campo magnético está cambiando rápidamente, con el polo norte magnético haciendo un salto repentino hacia Siberia. Desde la década de 1990, el polo norte magnético se ha desplazado aproximadamente 35 millas (55 km) por año, en promedio, según un estudio de 2019 publicado en la revista Nature.
Según Smirnov, las perturbaciones en el flujo de magma metálico podrían ser la causa de las inestabilidades en el campo magnético que pueden conducir a tales cambios de polos. El movimiento del hierro líquido en las profundidades de Canadá puede debilitar ligeramente el campo magnético en esa ubicación, que es lo que permite que el polo norte magnético se mueva hacia Siberia, afirma el artículo de Nature.
Se pueden ver otras anomalías electromagnéticas en todo el mundo, como en el sur de África, donde una perturbación del campo magnético, similar a un remolino en una corriente, puede ser causada por una porción más densa del manto cerca del límite con el núcleo externo líquido del planeta.
Historia de cambio de polos y reversión
Si bien los polos cambian constantemente, también se han revertido por completo al menos unos cientos de veces en los últimos 3 mil millones de años, según la NASA. Durante este proceso, que generalmente ocurre cada 200,000 a 300,000 años en el transcurso de 100 a unos pocos miles de años a la vez, el campo magnético se aplasta y tira con múltiples polos que brotan al azar sobre la superficie de la Tierra. La última reversión completa ocurrió hace aproximadamente 780,000 años.
La historia del campo magnético, incluidos los cambios y las reversiones, se evidencia en el registro geológico. Los metales que se encuentran en las rocas, incluido el hierro, se alinean con el campo magnético antes de que las rocas fundidas se solidifiquen o como fragmentos que contienen los metales magnéticos alineados con el campo magnético y se depositan en capas de rocas sedimentarias.
"Dado que la Tierra es un lugar dinámico y en constante cambio, se han generado constantemente nuevas rocas y sus registros magnéticos a lo largo del tiempo geológico", dijo Smirnov, y agregó que estos registros pueden conservarse durante millones o miles de millones de años.
Registros similares se encuentran en el fondo del Océano Atlántico, donde constantemente se crean nuevos fondos marinos en la cresta del Atlántico medio.
"A medida que la lava llega a la superficie, se funde, y las partículas de hierro suspendidas en la lava se orientan en la dirección del campo magnético predominante de la Tierra", dijo Ingram. A medida que la lava se solidifica, bloquea los depósitos de metal en su lugar y, por lo tanto, crea un registro histórico de los cambios y reversiones del campo magnético de la Tierra.
¿Qué significan estos polos errantes y volteadores para la vida en nuestro planeta? No hay cambios drásticos presentes en el registro fósil de la vida vegetal o animal durante los cambios y las reversiones, según la NASA, lo que sugiere que los efectos de la inversión de polos en la vida son mínimos. Aunque hay cierta especulación entre los científicos de que durante los períodos de disminución de la fuerza del campo magnético, más radiación cósmica podría haber alcanzado la superficie de la Tierra y haber causado una mayor tasa de mutación genética y, por lo tanto, dio un impulso a la evolución, dijo Smirnov.
