Respuestas XL (40): ¿Cuándo desaparecerá el campo magnético terrestre?

Albert Saenz estuvo leyendo que la rotación del planeta mantiene en funcionamiento el campo magnético que nos protege de la radiación proveniente del espacio exterior, así que le surgió una pregunta: ¿Cuánto tardará el núcleo en dejar de rotar y desaparecerá el campo magnético que nos protege?

Como me gusta mucho dar rodeos, remontémonos 4.500 millones de años en el pasado, cuando la Tierra aún era una bola de magma incandescente.

El panorama no era muy esperanzador para la vida en aquella época. (Fuente)

Igual que el resto de planetas rocosos, la Tierra fue formada a medida que otros cuerpos sólidos que vagaban caóticamente por el sistema solar chocaban entre sí, acumulándose en un fragmento cada vez más grande.Gran parte de la energía liberada por los intensos impactos se disipaba en forma de calor, así que la temperatura aumentó tanto durante el proceso de formación del planeta que prácticamente toda su masa se encontraba en forma líquida. Técnicamente, de magma.La superficie sólida sobre la que caminamos hoy en día no se formó hasta que el planeta empezó a enfriarse igual que, un día muy frío, aparece una capa de hielo en la superficie del agua si no le aportas una fuente de calor extra. Hasta entonces, igual que las piedras se hunden en una piscina, los elementos más densos que el magma que cubría el planeta se hundían hacia el centro de la Tierra.De esta manera, los elementos más ligeros quedaron cerca de la superficie del planeta (que luego se solidificó formando el suelo que pisamos). Si pudiéramos sumergirnos en el interior fundido de la Tierra, veríamos que la densidad del magma a nuestro alrededor iría aumentando a medida que bajamos.

En cuanto a los elementos más densos que se hundieron, el hierro y el níquel forman la mayor parte del núcleo terrestre ya que son especialmente abundantes por su presencia en los asteroides.

Pero no son lo único que hay ahí abajo porque, aunque es difícil determinar exactamente la composición del núcleo, podemos predecir que su densidad media ronda los 13 kg/L. Eso significa que el hierro y el níquel, con unas densidades de alrededor de 8 y 9 kg/L, tienen que estar acompañados por otros elementos más densos aún (como el oro, el platino, el renio y el iridio), que eleven la densidad media del conjunto.

Ahora que ya conocemos la composición de todo este tinglado, vamos a ver por qué le ha dado por protegernos de los rayos cósmicos.

Enterrado bajo 5.158 kilómetros de material, el núcleo del planeta está siendo comprimido en todo momento y desde todas direcciones por el peso de todas las capas de roca que tiene encima.

Aunque está sometido a temperaturas de 5.400 ºC (muy por encima de la temperatura a la que el hierro o el níquel se funden) la presión que actúa sobre él es tan inmensa que no le permite fundirse, por lo que se mantiene sólido.

Pero estas presiones extraordinarias sólo se dan a partir de cierta profundidad.

Alrededor del núcleo sólido, existe otra capa llamada el núcleo externo, de la misma composición que el interno, pero en forma de líquido poco viscoso porque, aunque está sometido a temperaturas de 6.000ºC, la presión no es lo suficientemente alta como para evitar que el material se funda.

Y es la combinación de un núcleo sólido rodeado de una gruesa capa líquida lo que provoca un efecto interesante.

Al rotar, el núcleo sólido arrastra el líquido que tiene a su alrededor de manera diferente dependiendo del punto de su superficie con el que éste esté en contacto. Por ejemplo, en los “polos” del núcleo el movimiento es más lento ya que, en el mismo tiempo, un punto cualquiera de la circunferencia recorre una menor distancia que uno cercano a su “ecuador”.

Esto es el efecto Coriolis y hablaba de él en esta entrada.

Como el fluido no acompaña de manera uniforme el movimiento del núcleo, el líquido termina separado en diferentes capas que giran a velocidades distintas y aparece fricción entre ellas. La energía transmitida a los electrones por la fricción les permite abandonar sus los átomos y, una vez libres, seguir la dirección del potencial eléctrico (o sea, que van allá donde falten electrones). Esta migración de electrones no es otra cosa que una corriente eléctrica, que no tiene dificultades para trasmitirse por el medio porque prácticamente todo el material que la rodea es hierro, un buen conductor.

Cuando aparece corriente eléctrica también se forma un campo magnético, que a su vez crea más corrientes al incidir sobre el material conductor que los rodea y estas, al mismo tiempo, forman más campos magnéticos. Este es el motivo por el que los cables de la luz están separados, para evitar este bucle que terminaría provocando irregularidades en la red eléctrica.

Visto todo esto queda claro que, si la Tierra dejara de rotar, la diferencia de velocidades en el núcleo líquido externo no se produciría y no aparecerían corrientes eléctricas que mantuvieran el campo magnético.

Ahora que estamos en contexto, vamos con la pregunta de Albert: ¿Cuándo dejará de rotar el planeta?

La Tierra no siempre ha girado sobre su propio eje a la misma velocidad que lo hace hoy en día y, en general, con el tiempo no hace más que ralentizarse. Hace 200 millones de años, por ejemplo, los dinosaurios experimentaban días que duraban algo menos de 23 horas y actualmente cada siglo el planeta tarda 2 milisegundos más en girar una vez alrededor de su propio eje (que los días se alargan 2 milisegundos por siglo, vamos).

La Tierra gira cada vez más despacio porque la fuerza gravitatoria de la Luna tira de nuestro planeta, sobre todo los océanos (de ahí las mareas), deformándolo ligeramente. La Tierra rota más rápido de lo que nuestro satélite gira a su alrededor, así que el bulto provocado por la gravedad “adelanta” a la Luna. Como esa “pequeña” protuberancia en realidad contiene masa más que suficiente para ejercer un efecto gravitatorio medible, tira de ella “en ángulo” y la acelera un poco.

Este mismo fenómeno, representado de manera exagerada.

Como resultado, la velocidad de rotación de la Tierra disminuye, ya que pierde esta energía al transferirla a la Luna.

Este cambio paulatino en la velocidad de rotación de la Tierra y la de órbita de la Luna a nuestro alrededor tiene, además, un efecto secundario: la Luna lleva alejándose de nosotros desde el momento de su formación, cuando se encontraba más de diez veces más de cerca de la Tierra que en la actualidad.

Hoy en día, equivaldría a verla así.

A medida que se aleje, la influencia gravitatoria de la Luna sobre la Tierra será cada vez menor y el bulto provocado por las fuerzas de marea se volverá más pequeño. A su vez, la velocidad de rotación de nuestro planeta se ralentizará y la de la Luna a nuestro alrededor aumentará hasta que, un día, nuestro satélite se alineará con el bulto que provoca por la fuerza de las mareas.

Llegados a este punto, nuestro satélite dejará de recibir pequeños tirones que lo impulsen y la Tierra rotará a la misma velocidad a la que la Luna da vueltas a su alrededor. En este estado, los días durarán alrededor de 1.000 horas y nuestro satélite permanecerá siempre sobre el mismo punto en el cielo.

Esto ocurriría dentro de unos 50 mil millones de años y, si no fuera porque mucho antes el sol se habrá expandido y nos habrá incinerado, el sistema Tierra-Luna quedaría bloqueado en ese estado para siempre.

Es decir que, aunque la rotación del planeta se ralentice con el tiempo, nunca llegará a detenerse. El campo magnético se irá debilitando lentamente en escalas temporales demasiado largas como para que nos enteremos, pero no desaparecerá del todo a causa de eso.

Para que el campo magnético desapareciera por completo necesitaríamos que el interior de la Tierra se enfriara hasta solidificarse (como ocurrió con Marte) o que un asteroide de proporciones cataclísmicas impactara contra nosotros con una dirección y un ángulo muy concretos y nos detuviera prácticamente en seco. Pero, claro, entonces la desaparición del campo magnético no sería la mayor de nuestras preocupaciones.

De estos dos detalles últimos hablaré otro día.

7 pensamientos en “Respuestas XL (40): ¿Cuándo desaparecerá el campo magnético terrestre?”

  1. Esta muy bien el post, pero igual habria tambien que incidir en el tema de la inversión magnética, y como a pesar de que ni la Tierra, ni el nucleo de la tierra no dejaran de girar, el campo magnetico probablemente se debilite y acabe haciendo una inversión de los polos. Es un tema que no se suele tomar muy en cuenta, pero que si se analiza la frecuencia con la que se ha constatado que se ha invertido en el pasado (los registros geologicos del fondo atlantico), la verdad es que da un poco de susto, porque podira darse dentro de una escala humana de tiempo…

    Felicidades por tu trabajo maquina! sigue asi!

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