Reversión del campo magnético terrestre: definición, causas y registro geológico
Descubre qué es la inversión del campo magnético terrestre: causas, registros geológicos, duración y ejemplos como Brunhes‑Matuyama y Laschamp.
Una inversión geomagnética es un cambio en el campo magnético de un planeta de tal manera que las posiciones del norte y el sur magnéticos se intercambian.
Cómo y por qué ocurren
Las inversiones del campo magnético terrestre se generan por cambios en el geodinamo: las corrientes convectivas de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra crean y mantienen el campo magnético global. Estas corrientes son complejas y pueden transmitir energía y momento angular de maneras que producen variaciones, oscilaciones y, en ocasiones, inversiones completas de la orientación del campo. Antes de una inversión el campo suele debilitarse y desplazarse —como lo describen los investigadores, similar al comportamiento de una peonza antes de caer— y la orientación de los polos magnéticos puede vagar de forma significativa.
Registro geológico: cómo lo sabemos
Gran parte de la evidencia proviene del fondo oceánico. En las dorsales oceánicas, el magma asciende y forma nueva corteza; al enfriarse, los minerales ferromagnéticos quedan orientados según la dirección del campo magnético en ese momento. Por eso se observan bandas simétricas de magnetización con polaridad alternante a ambos lados de la dorsal atlántica media y otras dorsales. Estudios del magnetismo en el fondo marino muestran este patrón de «bandas» que registra las inversiones a lo largo de millones de años.
Cuando la lava se enfría, sus moléculas de óxido de hierro se magnetizan apuntando a la dirección del campo magnético en ese instante. Además de la corteza oceánica, rocas volcánicas en tierra, sedimentos y muestras arqueológicas conservan señales magnéticas que permiten reconstruir la historia del campo.
Frecuencia, duración y tipos de cambios
- En los últimos 83 millones de años han ocurrido aproximadamente 183 inversiones completas; esto equivale a una media de dos o tres veces por millón de años.
- Las inversiones se producen en intervalos que varían desde menos de 0,1 millones de años hasta periodos de hasta 50 millones de años. Estos periodos se denominan cronos.
- No existe un patrón periódico claro: los cambios parecen ocurrir al azar en el registro geológico, aunque la probabilidad y la dinámica dependen de procesos complejos en el interior de la Tierra.
- Los crones suelen durar entre 0,1 y 1 millón de años (la media estimada es de unos 450.000 años). La mayoría de las inversiones tardan entre 1.000 y 10.000 años en completarse, aunque hay ejemplos muy rápidos.
Ejemplos notables
- La última inversión completa, conocida como Brunhes–Matuyama, ocurrió hace unos 780.000 años.
- Un caso breve y bien estudiado es el evento Laschamp, hace aproximadamente 41.000 años, durante el último período glacial. Esa inversión fue corta —alrededor de 440 años en total— y el cambio de polaridad efectivo duró aproximadamente 250 años. Durante el episodio la intensidad del campo se debilitó notablemente (en algunos registros hasta valores muy bajos comparados con la intensidad actual).
- Las interrupciones más breves que no culminan en una inversión completa se denominan excursiones geomagnéticas.
Efectos sobre la Tierra y la vida
Una inversión o una excursión geomagnética reduce temporalmente la intensidad del campo magnético, lo que permite una mayor penetración de la radiación cósmica en la atmósfera. Esto queda reflejado en aumentos de isótopos cosmogénicos como el carbono-14 y el berilio-10 registrados en anillos de árboles y núcleos de hielos y sedimentos. Sin embargo, no existe evidencia sólida que relacione de forma causal una inversión con extinciones masivas o catástrofes globales. Para la vida pretecnológica terrestre los efectos habrían sido modestos; para la sociedad moderna una inversión podría aumentar riesgos para satélites, redes eléctricas y comunicaciones, aunque los efectos concretos dependerían de la duración y la magnitud de la debilitación del campo.
Métodos de estudio actuales
- Paleomagnetismo de rocas ígneas y sedimentos: análisis de la dirección e intensidad de la magnetización remanente.
- Magnetometría marina: cartografía de las anomalías magnéticas del fondo oceánico para reconstruir bandas y crones.
- Datación radiométrica y correlación estratigráfica para fijar edades de los eventos magnéticos.
- Simulaciones numéricas del geodinamo para entender los mecanismos físicos que pueden producir inversiones y excursiones.
Conclusión
Las inversiones del campo magnético son procesos naturales originados por la dinámica del núcleo externo terrestre. Están bien registradas en la corteza oceánica, en rocas volcánicas y sedimentos, y aunque sus tiempos y frecuencia varían de forma aparentemente caótica, la paleomagnetometría ha permitido reconstruir una historia detallada de estos cambios. Sus consecuencias para la biosfera han sido objeto de debate, pero no hay pruebas claras de que las inversiones provoquen extinciones masivas; en cambio, sí constituyen un área de interés importante por sus implicaciones para la tecnología moderna y por lo que nos enseñan sobre la dinámica interna del planeta.
Polaridad geomagnética durante los últimos 5 millones de años (Plioceno y Cuaternario, finales de la era Cainozoica). Zonas oscuras = periodos en los que la polaridad coincide con la actual Zonas claras = periodos en los que la polaridad se invierte
Registros del pasado
El registro de las inversiones geomagnéticas en el pasado fue advertido por primera vez al observar las inversiones de la banda magnética en el fondo del océano. Esto condujo pronto al desarrollo de la teoría de la tectónica de placas. El ritmo relativamente constante con el que se extiende el fondo marino provoca "rayas" en el basalto. A partir de estos campos magnéticos pasados se puede inferir la polaridad. Los datos se obtienen remolcando un magnetómetro a lo largo del fondo marino.
Ningún fondo marino sin subducción existente tiene más de unos 180 millones de años, por lo que se utilizan otros métodos para detectar inversiones más antiguas. La mayoría de las rocas sedimentarias tienen pequeñas cantidades de minerales ricos en hierro. Su orientación refleja el campo magnético cuando se formaron. Las rocas conservan ese registro a menos que sean modificadas por algún proceso posterior.
Superchrons
Un supercrón es un intervalo de polaridad que dura al menos 10 millones de años. Hay dos supercronos bien establecidos, el Normal del Cretácico y el Kiaman.
El Cretácico Normal (también llamado Supercrón Cretácico o C34) duró casi 40 millones de años. Entre la Normal del Cretácico y la actual, la frecuencia ha aumentado en general lentamente.
La supercronización inversa de Kiaman duró desde finales del Carbonífero hasta finales del Pérmico. Es decir, más de 50 millones de años, desde hace 312 a 262 millones de años (mya). El campo magnético tenía la polaridad invertida. El nombre "Kiaman" deriva del pueblo australiano de Kiama, donde se encontraron algunas de las primeras pruebas geológicas del supercrón en 1925.
Polaridad geomagnética desde el Jurásico medio
Causa
El campo magnético de la Tierra, y de otros planetas que tienen campos magnéticos, está causado por la acción de la dinamo del hierro fundido en el núcleo planetario. Esta convección (movimiento) genera corrientes eléctricas que a su vez dan lugar a campos magnéticos. En las simulaciones de dinamos planetarias, se producen inversiones de la dinámica subyacente. Por ejemplo, Gary Glatzmaier y su colaborador Paul Roberts, de la UCLA, realizaron un modelo numérico del acoplamiento entre el electromagnetismo y la dinámica de fluidos en el interior de la Tierra. Su simulación reprodujo características clave del campo magnético durante más de 40.000 años de tiempo simulado y el campo generado por ordenador se invirtió. También se han observado inversiones globales del campo a intervalos irregulares en un experimento de laboratorio con metal líquido VKS2.
Efectos en la vida
Por lo que sabemos, no hay ningún efecto sobre la vida. Se han realizado estudios para ver si las inversiones se relacionan de alguna manera con los eventos de extinción. El análisis estadístico no muestra ninguna evidencia de una correlación entre las inversiones y las extinciones.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es una inversión geomagnética?
R: Una inversión geomagnética es un cambio en el campo magnético de un planeta tal que las posiciones del norte magnético y del sur magnético se intercambian.
P: ¿Con qué frecuencia se producen estas inversiones?
R: Las inversiones se producen aproximadamente dos o tres veces por millón de años, con intervalos que oscilan entre menos de 0,1 millones de años y hasta 50 millones de años.
P: ¿Cuánto tarda en producirse una inversión?
R: La mayoría de las inversiones tardan entre 1.000 y 10.000 años en producirse. La última, la inversión Brunhes-Matuyama, se produjo hace 780.000 años; y puede haber ocurrido muy rápidamente, en el transcurso de la vida de un ser humano.
P: ¿Cuál es un ejemplo de inversión completa breve?
R: Una breve inversión completa conocida como el acontecimiento Laschamp se produjo hace sólo 41.000 años, durante el último periodo glaciar. Esa inversión duró sólo unos 440 años y el cambio real de polaridad duró unos 250 años.
P: ¿Cómo de débil era el campo magnético de la Tierra durante este cambio?
R: Durante este cambio la fuerza del campo magnético se debilitó hasta un 5% de su fuerza actual.
P: ¿Qué son los crones?
R: Los crones son periodos que oscilan entre intervalos de 0,1 y 1 millón de años, con una media de 450.000 años entre ellos, en los que las inversiones se producen al azar, sin ningún patrón ni regularidad.
P: ¿Qué son las excursiones geomagnéticas?
R: Las excursiones geomagnéticas son breves perturbaciones que no dan lugar a inversiones completas pero que, aun así, provocan cambios en el magnetismo de la Tierra
Buscar dentro de la enciclopedia