¿Cómo se formó el campo magnético de la Tierra, cómo se mantuvo y qué sucedería si colapsó o se fortaleció?

La tierra tiene un núcleo externo que es hierro líquido, un gradiente térmico, y la tierra está girando. Cada vez que tiene un cuerpo grande con un fluido conductor de electricidad, un gradiente térmico y el cuerpo grande está girando, obtiene un campo magnético a gran escala. Es un efecto electromagnético complicado llamado dinamo magnético.

Básicamente, un material conductor de electricidad puede formar corrientes eléctricas en respuesta a campos eléctricos y magnéticos. Además, las corrientes eléctricas siempre crean campos magnéticos. Por lo tanto, puede obtener un efecto de retroalimentación donde un campo crea una corriente, que crea más campo, que puede crear más corriente, y así sucesivamente. Sin embargo, un efecto de retroalimentación positiva solo resulta si el nuevo campo creado por el actual se agrega al campo original, lo cual no siempre es el caso. Esto sucede cuando las corrientes eléctricas se forman en bobinas helicoidales alineadas. La naturaleza fluida del material en un planeta / estrella y el gradiente térmico hacen que el material suba y baje en grandes corrientes de convección. La rotación del planeta / estrella crea una fuerza de Coriolis, que hace que el fluido de convección forme bobinas helicoidales alineadas, que luego a través del proceso de retroalimentación crean un campo magnético a gran escala que se autoestabiliza.

La parte interesante es que debido a que el campo magnético es creado por fluidos en espiral, y no solo por un imán gigante de barra sólida, el campo magnético de la Tierra cambia gradualmente con el tiempo a medida que cambian las corrientes de fluido. Con el tiempo, las líneas del campo magnético se anudan cada vez más, lo que rompe el orden y la estabilidad de las corrientes cada vez más. Esto alcanza un punto de ruptura donde el campo magnético estable a gran escala desaparece temporalmente, y solo queda un campo magnético debilitado, no simétrico y complicado. Sin embargo, una vez que se produce la ruptura, las corrientes se relajan nuevamente en las bobinas ordenadas nuevamente, creando un campo magnético estable a gran escala nuevamente, sin embargo con el polo norte y sur invertidos. Este ciclo de debilitamiento y recuperación del campo magnético junto con el volteo de los polos magnéticos se ha repetido muchas veces en la historia de la Tierra, y continuará repitiéndose mientras la Tierra esté girando, tenga un gradiente térmico y tenga un fluido conductor dentro.

Para la Tierra, la inversión del campo magnético ocurre cada pocos cientos de miles de años. Para el sol, debido a que los efectos son más intensos y acelerados (y debido a que gran parte del sol es fluido), la inversión de campo ocurre cada 11 años.

“¿Los materiales magnéticos perderían su magnetismo?”

Los materiales magnéticos que son magnéticamente duros y que ya habían sido magnetizados no perderían su magnetismo, ya que el magnetismo está congelado. Por ejemplo, el imán de su refrigerador no cambiará en absoluto si el campo magnético de la Tierra desaparece. En contraste, los materiales magnéticos blandos perderían su magnetismo o no obtendrían magnetismo de la tierra en primer lugar. Por ejemplo, la lava rica en hierro que se está depositando gana magnetismo del campo magnético de la tierra que está bloqueado cuando la lava se enfría y se endurece. Durante los períodos de tiempo en que el campo magnético de la Tierra se debilita y se revuelve, la lava que aún está en proceso de endurecimiento no está tan magnetizada. Como resultado, podemos ver la historia del campo magnético de la Tierra al observar capas de lava endurecida en lugares donde la lava se emite de manera más o menos constante.

Bueno, no estoy seguro de lo que quieres decir al preguntar qué sucedería si colapsó o se fortaleció. Solo puedo decir que el campo magnético de la Tierra está constantemente en flujo (y no del tipo electromagnético o radiactivo) y se debilita debido a la inversión del polo Brunhes-Matuyama, que ocurre aproximadamente cada 2-300,000 años. Pero los campos colapsarán si se detiene toda actividad volcánica. Como mencioné más adelante, Marte no tiene campo, pero creían que alguna vez tuvo un núcleo muy activo y, por lo tanto, un gran campo magnético.


Pero, volviendo a mi punto. Tal como su nombre lo indica, esto significa que cada cierto tiempo, el campo magnético de la Tierra invertirá las posiciones de los polos. Esto también ocurre con el Sol, pero con mucha menos frecuencia, cada 22 años. Sin embargo, con la Tierra, no es un proceso suave y rápido. Se ha documentado que durante el proceso, surgirán varios polos a diferentes altitudes.


Tendemos a tener Aurora Boreal y Aurora Australis sobre los polos magnéticos del Norte y del Sur porque allí es donde los campos magnéticos son los más débiles. (Foto cortesía de la NASA).

Entonces, para que las partículas pasen a través de nuestra Magnetosfera y exciten ciertos átomos de gas en esas partes de nuestras atmósferas, los campos deben ser más débiles allí. Últimamente se ha supuesto que los campos cada vez más débiles de la Tierra se están preparando para tal inversión. Y debemos uno: el último que tuvimos fue hace casi 400,000 años, mucho más que el promedio anterior en el ciclo.


Y al igual que cuando los polos se preparan para revertir, una vez que se complete el proceso, los campos se fortalecerán nuevamente y todo será normal hasta que el proceso nuevamente se prepare para repetirse. Es un proceso muy fascinante que ocurre en cada cuerpo del Universo que contiene actividad volcánica activa y, por lo tanto, campos magnéticos. (Puede leer más sobre esto en mi artículo que publiqué en mi blog aquí).


Sin embargo, quizás alguien más pueda arrojar luz sobre otros aspectos.


En cuanto a sus orígenes, sé que creemos por la Hipótesis de la Nebulosa Solar que una vez que la materia alcanzó la etapa planetesimal y se estrió dentro de la Línea de Escarcha durante la formación hace 14.800 millones de años, comenzó la actividad volcánica, que luego se acredita con la razón principal de los planetas. tienen campos magnéticos, pero para ser honestos, como científicos, todavía estamos tratando de estudiar esto y aprender más sobre él, ya que partes de su formación y por qué siguen siendo un gran misterio para nosotros.


Como una nota de interés y sobre el tema porque creo que es genial: Marte no tiene un núcleo volcánicamente activo y, por lo tanto, se cree que no posee campo magnético, o cinturones de radiación de Van Allen como los que tenemos alrededor de la Tierra (por lo tanto, no todos los planetas tienen estos campos) Si recuerdas, la Ley de Magnetismo de Gauss establece que cualquier campo magnético ejercerá una fuerza sobre las cargas en movimiento (y luego hará que esa fuerza sea repelida naturalmente por sus propias acciones, como lo establece la Ley de Lentz).


Espero que haya ayudado, y gracias por pedirme que responda.

Tenemos algunas dificultades para encontrar la respuesta exacta. En general, las personas piensan que está relacionado con el núcleo de hierro circulante de la Tierra, pero realmente no sabemos que el núcleo es hierro, creemos que lo es, deducimos que lo es, pero nadie ha perforado ni siquiera cerca del núcleo externo de hierro. la tierra. Realmente no hemos penetrado más de 4 o 5 millas de nuestro radio de 4,000 millas. Se utilizan diversas formas de radio y tecnologías acústicas para mapear partes de la tierra. Eso nos da una muy buena comprensión.

Luego, como otros han dicho, el campo magnético de la Tierra se ha invertido muchas veces en el pasado en un ciclo del orden de 100,000 a 400,000 años. En un libro que leí en los años 80 sobre fenómenos magnéticos, señalaba que al examinar los témpanos de lava podían ver cómo la dirección e intensidad de los campos magnéticos y ver que cambiaba completamente de dirección.

Si no hubiera un campo magnético, realmente afectaría bastantes cosas. Muchos animales tienen sistemas direccionales innatos que utilizan el campo magnético de la Tierra, como los tiburones y los peces rayo. Estos animales se perderían por completo. No estoy seguro de cómo eso afecta el ecosistema, pero tendría algún efecto sobre él. Los campos magnéticos ayudan a desviar la radiación de los objetos celestes como nuestro sol y un aumento en esa radiación contribuirá al calentamiento general de la tierra y causará un colapso en ciertas cosas que golpea la radiación. Probablemente hay algunos efectos biológicos en nosotros que comenzaríamos a ver. Leí un artículo de los años 80 donde las primeras personas que experimentaron estancias a largo plazo en el espacio tuvieron un poco de desorientación que sintieron que provenía de la ausencia de un campo magnético. La solución fue la colocación apropiada de campos magnéticos permanentes de bajo grado en el espacio para aproximar el campo magnético de la Tierra.

Ciertamente no sería tan devastador como un impacto de meteorito o una explosión de rayos gamma y la mayoría de sus efectos pueden ser sutiles.

Vayamos hacia atrás, los materiales pierden su magnetismo cuando se calientan por encima del punto de Curie (600 grados centígrados), debajo de la corteza dentro de la astenosfera está lo suficientemente caliente, entonces no estamos hablando de imanes permanentes sino de un electroimán. Donde el flujo de corriente necesario? se cree que dentro de la parte líquida del núcleo (SiFe), se desconoce la forma en que se mantiene la corriente, simplemente modelada para adaptarse a campos y desviaciones reales, ¿qué sucederá con un cambio repentino? Perderemos su escudo por partículas cargadas por un tiempo y algunos animales se desorientarán.

El hecho de que el campo se intercambie periódicamente (se muestra en la cresta del Atlántico) y no sepa cómo / por qué es inquietante, ya que algunos modos no tan silenciosos son posibles (efecto Dzhanibekov)