Campo magnético de la Tierra

Campo magnético de la Tierra
La Tierra crea a su alrededor un campo magnético semejante al que produciría
un imán con forma de barra colocado cerca de su centro. Los
polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos. En la
actualidad, el polo norte magnético y el polo sur geográfico
distan entre sí unos 1.300 km, mientras que el polo sur magnético
y el polo norte geográfico distan unos 1.200 km entre sí. Además.
las posiciones de los polos cambian con el tiempo, habiendo
sufrido incluso unas cuatro inversiones completas en los últimos
4,5.106 años a un promedio de una cada 106 años. La evidencia
de estos acontecimientos la han proporcionado las rocas de
basalto que, al contener hierro, guardan recuerdo de la dirección
del campo magnético en el momento en el que solidificaron.
Una brújula colocada en un punto del exterior de la Tierra se orienta paralela al
campo magnético terrestre, de forma que las líneas de campo
penetran por su polo sur y salen por su polo norte. Su utilización
para la navegación marítima se remonta al siglo XI de nuestra era
y ha supuesto una ayuda inestimable cuando la climatología
impedía orientarse por métodos astronómicos. La propiedad de
orientación de las agujas imantadas se conocía en China desde
alrededor de 2300 a. C. Se cree que fue usada por Aníbal en el 203
a. C.
El valor del módulo del campo magnético terrestre es
de unos 50 mT. Es máximo en las proximidades de los polos y
mínimo en el Ecuador. El ángulo que forma la dirección del vector campo magnético terrestre
con la horizontal de un lugar se llama ángulo de inclinación. En el hemisferio norte el campo
magnético tiene componente vertical hacia dentro de la Tierra y en el hemisferio sur es al
contrario.
El ángulo que forma la dirección del campo en un punto con la dirección nortesur geográfico se llama declinación. El ángulo de declinación viene a cambiar 1o cada 10-20
años. Por ejemplo, en Toledo (Observatorio Geofísico) las medias anuales de la declinación
han sido 9o 19,3' Oeste (en 1950), 8o 5,9' Oeste (en 1960), 7o 4' Oeste (en 1970) y 5o 45,9´
Oeste (en 1980). En el Observatorio Magnético de San Pablo de los Montes (Toledo), la
media anual en 1994 fue de 3o 58' Oeste, y el 7 de julio de 1998 la declinación en ese lugar
fue de 3o 17.8' Oeste.
No existe una explicación completamente satisfactoria del origen del
magnetismo terrestre. Aunque la Tierra posee en su interior una gran cantidad de hierro no se
puede deber al ferromagnetismo, pues las altas temperaturas allí existentes prohíben esta
magnetización. El origen más probable son las corrientes eléctricas existentes en el núcleo
terrestre. También existe una fuerte relación entre la velocidad angular de rotación de un
planeta y su campo magnético: a mayor velocidad angular mayor campo magnético.
Radiaciones ionizantes naturales: Radiación cósmica
La Tierra recibe continuamente radiación procedente del Sol formada por
radiación electromagnética y por partículas elementales con alta energía.
Los rayos cósmicos (un 87% son protones) al chocar con átomos de la atmósfera
pueden producir reacciones nucleares de las que resultan gran variedad de partículas y
radiaciones secundarias.
La radiación llega a toda la Tierra y
la cantidad se incrementa con la altura en un
20% por cada Km. Los polos reciben un flujo
mayor que las zonas ecuatoriales debido al
campo magnético terrestre (se estima que en
Irlanda se tiene un 10% más de radiación que en
Grecia).
La física de la atmósfera baja, donde el aire tiene densidad suficiente como para
estar sometido a las leyes de la dinámica de fluidos, es el dominio de la meteorología. En los
últimos años, las técnicas de teledetección han empezado a jugar un papel fundamental en el
control de las tormentas y de otros fenómenos atmosféricos transitorios, como los
relámpagos.
Los fenómenos de la atmósfera alta son el tema de estudio de la aeronomía y de
la física magnetosférica. El campo magnético terrestre
reacciona con el viento solar para formar una especie de vaina,
llamada magnetosfera. Cuando partículas de alta energía
llegadas desde el Sol penetran en esta vaina y entran en los
cinturones de radiación de Van Allen, se crea el fenómeno
llamado aurora boreal
La Tierra está rodeada de regiones que contienen partículas cargadas de alta
energía. Estas regiones se llamaron
cinturones de radiación de Van
Allen. Los cinturones de radiación
que rodean la Tierra, constan de
electrones y protones capturados en
una región de forma toroidal
centrada alrededor del ecuador
magnético. Los electrones y
protones proceden de los rayos
cósmicos y del viento solar. Las
partículas son arrastradas en
recorridos helicoidales sobre las
líneas del campo geomagnético por
la fuerza de Lorentz.
Dado que el campo magnético aumenta cerca de los polos de la Tierra —es
decir, las líneas del campo se hacen más densas— las partículas se mueven de un lado a otro
en recorridos helicoidales entre los polos norte y sur de la Tierra. La mayor parte de los
protones de alta energía (mayor de 10 MeV) se encuentran en el cinturón interior a una altitud
de 3.200 km; los electrones están más concentrados en un cinturón exterior que se extiende a
muchos radios de la Tierra en el espacio.
La existencia del campo magnético terrestre ejerce un efecto protector de la
vida sobre la Tierra. De no ser por él, el nivel de radiación procedente del espacio sería
mucho más alto y el desarrollo y mantenimiento de la vida en la forma actualmente conocida
probablemente no hubiera sido posible.