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Categoría: Geofísica --> Geomagnetismo
pregunta formulada en la web por: jorge (jj_geoloco@hotmail.com) el Miércoles, Junio 27, 2001 a las 16:49:05
edad: 20
Pregunta: cómo se formó el campo magnético terrestre?

Aún existen muchos interrogantes sobre cómo se originó de la nada el campo magnético terrestre, cómo creció y decreció a través de miles de años cambiando la polaridad (el polo norte magnético se transformó en polo sur magnético y viceversa), y cómo se mantiene. La teoría más aceptada es la del efecto dínamo (como la de un auto) en el núcleo exterior líquido de la Tierra, que te paso a explicar. Ante todo, debés tener presente que la Tierra se comporta como un gigantesco imán ubicado en su centro, cuyo eje está inclinado unos 11º respecto al eje de rotación, lo cual genera líneas de fuerzas magnéticas que entran por el polo norte magnético (cerca del polo norte geográfico), penetran hacia dentro de la Tierra y salen por el polo sur magnético.

Otros cuerpos celestes tienen campos magnéticos. El Sol tiene un campo magnético débil, pero las manchas solares que aparecen en ciclos de casi 11 años tienen campos magnéticos muy intensos. Mercurio tiene un campo muy débil, pero Júpiter y Saturno tienen campos fuertes, al igual que los púlsares. Para que un cuerpo celeste tenga campos magnéticos se deben cumplir ciertas condiciones: debe tener un núcleo interno sólido y uno externo líquido como el de la Tierra y debe tener una rotación importante.

Efecto Dínamo:

El efecto dínamo es una teoría geofísica que explica el origen del campo magnético principal de la Tierra como una dínamo auto-excitada (o auto-sustentada). En este mecanismo dínamo el movimiento fluido en el núcleo exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro líquido) a través de un campo magnético débil, que ya existe, y genera una corriente eléctrica (el calor del decaimiento radiactivo en el núcleo induce el movimiento convectivo). La corriente eléctrica produce un campo magnético que también interactúa con el movimiento del fluido para crear un campo magnético secundario. Juntos, ambos campos son más intensos que el original y yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la Tierra.

El ejemplo de la figura ilustra cómo estos factores podrían generar un campo magnético auto-sustentado. En (A) se supone primero que existe un campo magnético poloidal inicial (que yace en los planos meridianos). Luego se supone que la parte más interna de la línea del campo está metida en un fluido que rota más rápidamente que las partes externas del fluido. En buenos conductores, las líneas del campo magnético están casi congeladas en el fluido y tienden a moverse como se mueve el fluido. Después de algunas rotaciones, una línea del campo se "envolverá" alrededor del eje de rotación, creando un gran campo toroidal (uno que yace en planos perpendiculares al eje de rotación). Como la conductividad no es perfecta, el bucle o rizo toroidal puede hacerse difuso a través del fluido, desconectándose del campo poloidal original (B).

Posteriormente, se considera el efecto del movimiento del fluido radial sobre el campo toroidal. En varios puntos en el núcleo líquido el fluido asciende en células guiadas por convección térmica. Este fluido ascendente lleva con él el campo magnético toroidal. Cuando asciende, la fuerza de Coriolis desvía el fluido y le hace girar alrededor del eje central de la célula, con lo cual se enrolla el campo magnético. Después de una rotación de casi 270º las líneas del campo magnético empiezan a enrollarse alrededor de ellas mismas y pueden ser difusas a través del conductor, desconectándose del rizo toroidal (C). En esta etapa, el rizo ascendente se orienta en un plano meridiano con el campo apuntando en la misma dirección que el campo original, es decir poloidal. Finalmente, pequeños rizos pueden surgir en un único gran rizo, recreando el campo inicial poloidal (D). En células del fluido descendente, el campo toroidal se enrolla en la dirección opuesta y los rizos poloidales tienen polaridad opuesta. Si el proceso de descenso fuera exactamente simétrico, los rizos del campo producidos de esta manera cancelarían los rizos creados por el fluido ascendente. De esta forma, por el proceso para crear un campo neto de signo correcto, los rizos producidos por el fluido descendente deberían ser más débiles que los rizos resultantes del fluido ascendente.

La teoría dínamo fue propuesta por el físico americano de origen alemán Walter M. Elsasser y el geofísico británico Edward Bullard durante mediados de 1900. Aunque se propusieron otros mecanismos para la generación del campo magnético, sólo el concepto dínamo se considera seriamente hoy.

Geof. Rosalía Cabassi

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