9.3: Campo Magnético de la Tierra

El calor también se está transfiriendo desde el núcleo interno sólido al núcleo externo líquido, y esto conduce a la convección del hierro líquido del núcleo externo. Debido a que el hierro es un metal y conduce la electricidad (incluso cuando se funde), su movimiento genera un campo magnético.

Figura\(\PageIndex{1}\) Representación del campo magnético de la Tierra como un imán de barra coincidente con el núcleo. El polo sur de tal imán apunta al Polo Norte de la Tierra. Las flechas rojas representan la orientación del campo magnético en varios lugares de la superficie de la Tierra.

El campo magnético de la Tierra está definido por los polos Norte y Sur que se alinean generalmente con el eje de rotación (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las líneas de fuerza magnética fluyen hacia la Tierra en el hemisferio norte y fuera de la Tierra en el hemisferio sur. Debido a la forma de las líneas de campo, la fuerza magnética tiende a diferentes ángulos a la superficie en diferentes ubicaciones (flechas rojas de la Figura\(\PageIndex{1}\)). En los polos magnéticos Norte y Sur, la fuerza es vertical. En cualquier lugar cerca del ecuador la fuerza es horizontal, y en todas partes intermedias, la fuerza magnética está en algún ángulo intermedio con respecto a la superficie. Como veremos en el Capítulo 10, las variaciones en estas orientaciones proporcionan una evidencia crítica para la comprensión de la deriva continental como un aspecto de la tectónica de placas.

El campo magnético de la Tierra se genera dentro del núcleo externo por el movimiento convectivo del hierro líquido, pero como descubrimos en el Capítulo 8, el campo magnético no es estable a lo largo del tiempo geológico. Por razones que no se comprenden del todo, el campo magnético decae periódicamente y luego se restablecerá. Cuando se restaure, puede estar orientado de la manera en que estaba antes de la decadencia, o puede estar orientado con la polaridad invertida. A lo largo de los últimos 250 Ma, ha habido algunos cientos de inversiones de campo magnético, y su sincronización ha sido cualquier cosa menos regular. Los más cortos que los geólogos han podido definir duraron sólo unos pocos miles de años, y el más largo fue más de 30 millones de años, durante el Cretácico (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Ejercicio 9.3 ¿Qué te diría un medidor de inmersión magnética?

Las brújulas regulares apuntan solo al polo magnético norte, pero si tienes un medidor de inmersión magnética también podrías medir el ángulo del campo magnético en tu ubicación en el sentido ascendente y descendente.

Usando Figura\(\PageIndex{1}\) como guía, describa dónde estaría en la Tierra si los ángulos verticales son los siguientes:

1. Hacia arriba en un ángulo poco profundo
2. Paralelo al suelo
3. Abajo en un ángulo pronunciado
4. Recta hacia abajo

Consulte el Apéndice 3 para las respuestas del Ejercicio 9.3.

Figura Cronología de inversión del campo\(\PageIndex{2}\) magnético para el pasado 170 Ma. Los primeros 5 Ma de la cronología magnética se muestran con más detalle en la Figura\(\PageIndex{3}\), aunque la escala de tiempo está en dirección opuesta en esa figura.

Los cambios en el campo magnético de la Tierra se han estudiado utilizando un modelo matemático, y se ha demostrado que las inversiones se producen cuando se ejecutó el modelo para simular un periodo de varios cientos de miles de años. El hecho de que se hayan realizado reversiones de campo demuestra que el modelo es una representación razonablemente precisa de la Tierra. Según el autor principal del estudio, Gary Glatzmaier, de la Universidad de California en Santa Cruz: “Nuestra solución muestra cómo la convección en el núcleo exterior del fluido está continuamente tratando de revertir el campo pero que el núcleo interno sólido inhibe las inversiones magnéticas porque el campo en el núcleo interno solo puede cambiar en la escala de tiempo de difusión mucho más larga. Sólo una vez en muchos intentos es una inversión exitosa, que es probablemente la razón por la que los tiempos entre reversiones del campo de la Tierra son largos y distribuidos aleatoriamente”. En la Figura se muestra una representación de las líneas del campo magnético de la Tierra durante un período estable y durante una inversión\(\PageIndex{3}\). Para leer más sobre estos fenómenos, consulte el sitio web de Geodynamo de Glatzmaier.

Figura\(\PageIndex{3}\) Representación del campo magnético de la Tierra entre las inversiones (izquierda) y durante una inversión (derecha). Las líneas representan líneas de campo magnético: azules donde el campo apunta hacia el centro de la Tierra y amarillas donde apunta lejos. El eje de rotación de la Tierra es vertical, y el contorno del núcleo se muestra como un círculo blanco discontinuo.

Descripciones de las imágenes

Descripción de la\(\PageIndex{3}\) imagen de la figura: Los campos magnéticos de la tierra son normalmente muy uniformes con el campo magnético apuntando hacia la tierra en el norte y lejos de la tierra en el sur. Durante una inversión, el campo magnético de la Tierra se vuelve muy enrevesado. [Volver a la figura\(\PageIndex{3}\)]

Atribuciones de medios

• Figura\(\PageIndex{1}\): “Confusión de Campo Magnético de Tierras” © TSteIn. Adaptado por Steven Earle. CC BY-SA.
• Figura\(\PageIndex{2}\): “Polaridad geomagnética 0-169 Ma” por Anomie. Adaptado por Steven Earle. Dominio público.
• Figura\(\PageIndex{3}\): “Modelos de supercomputadora del campo magnético de la Tierra” de la NASA. Dominio público.