Un estudio modela el campo geomagnético durante los últimos 100.000 años

Los nuevos modelos de cómo ha cambiado el campo geomagnético que protege la atmósfera terrestre de los rayos cósmicos durante decenas de miles de años pueden ayudarnos a comprender cómo ha cambiado el clima en una escala de tiempo similar.

La atmósfera de la Tierra está protegida del impacto de los rayos cósmicos y otras partículas energéticas cargadas por un campo magnético, el campo geomagnético, que se extiende hacia el espacio desde el núcleo exterior fundido de nuestro planeta. La fuerza del campo geomagnético no es constante sino que varía en escalas de tiempo de miles y decenas de miles de años.

Ahora, un grupo de científicos de China y Alemania, dirigido por Jiawei Gao del Instituto de Geología y Ciencias Geofísicas de la Academia de Ciencias de China, Beijing, ha modelado las fluctuaciones en el campo durante los últimos 100.000 años. Su investigación se publica en el Journal of Space Weather and Space Climate.

Potencia dipolar (a) y potencia no dipolar (b) evaluadas en la superficie de la Tierra durante los últimos 100 ka, según lo predicho por cinco modelos de campo geomagnético armónico esférico continuo: IMOLEe (Leonhardt et al., 2009), CALS10k.2 (Constable et al. al., 2016), GGF100k (Panovska et al., 2018b), LSMOD.2 (Korte et al., 2019b) y GGFSS70 (Panovska et al., 2021). Cinco excursiones globales y regionales están etiquetadas en el panel superior a: PB: Post Blake, NGS: Norwegian-Greenland Sea, La: Laschamps, ML: Mono Lake/Auckland, y HP: Hilina Pali. Las áreas grises indican las tres excursiones estudiadas con más detalle aquí: NGS, La y ML. Los intervalos de tiempo del modelo y los modelos usados para calcular Rc100k están dados por las barras de colores en la parte inferior. Crédito: Revista de clima espacial y clima espacial (2022). DOI: 10.1051/swsc/2022027

El campo geomagnético es un fenómeno natural pero muy beneficioso ya que protege la atmósfera terrestre del impacto de los rayos cósmicos y otras partículas energéticas, que producen radionucleidos de larga vida como el carbono-14. Cuando se debilita, aumenta el flujo de rayos cósmicos que llegan a la Tierra. Sabemos, por ejemplo, que cada pocas decenas de miles de años el campo sufre una “excursión” o “reversión” que disminuye significativamente su fuerza y se superponen fluctuaciones más débiles y rápidas a esos cambios a largo plazo.

“El flujo global de rayos cósmicos que llega a la atmósfera de la Tierra fue hasta tres veces mayor en el punto medio de la llamada excursión de Laschamps, hace unos 34.000 años, que en la actualidad, y aproximadamente el doble en otra excursión de unos 65.000 años. hace”, dice Gao.

Comprender estos cambios a lo largo del tiempo puede ayudarnos a comprender los patrones a largo plazo en la actividad solar y los cambios no antropogénicos en el clima, es decir, aquellos no causados por la actividad humana, que se han producido a lo largo de la prehistoria. Es posible medir la fuerza del blindaje del campo geomagnético utilizando un parámetro de impulso por unidad de carga conocido como “rigidez”.

Las partículas cargadas con la misma rigidez se mueven de la misma manera. Si examina todas las partículas cargadas que se mueven hacia la atmósfera en una ubicación y un ángulo de incidencia dados, solo aquellas con una rigidez superior a un cierto valor podrán penetrarla. Ese valor, o la “rigidez de corte geomagnético” es una medida directa de la intensidad del campo geomagnético y, por lo tanto, del grado de protección.

Gao y sus colaboradores estimaron la rigidez de corte global, utilizando modelos de campo geomagnético en intervalos de tiempo individuales durante los últimos 100 000 años, comparando y combinando cuatro modelos diferentes del campo.

“Los primeros modelos se basaron en suposiciones de campo dipolar. Los modelos de campo geomagnético avanzado también incluyen componentes no dipolares, que son más precisos que los que involucran solo componentes dipolares”, dice. “Usando estos modelos, descubrimos que, durante las excursiones (es decir, cuando la intensidad del campo es baja), el flujo de rayos cósmicos energéticos hacia la atmósfera era alto y, además, era casi independiente de la latitud”.

Estos “mejores modelos disponibles” desarrollados por el equipo de investigación permiten a los científicos estimar la tasa de producción de radionúclidos y, por lo tanto, la tasa de dosis de radiación cósmica y la actividad solar a lo largo de este período. Esto les ayudará a explorar cómo ha cambiado el clima a lo largo de la prehistoria, lo que debería proporcionar información útil sobre los mecanismos y el efecto del cambio climático antropogénico en la actualidad. Aunque las partículas de alta energía que se originan fuera del sistema solar pueden influir en el clima de la Tierra, existe un consenso científico de que estos factores no son responsables de la tendencia al calentamiento que hemos visto en las últimas décadas. El calentamiento global reciente y los cambios climáticos asociados se atribuyen a las actividades humanas, en particular a las emisiones de gases de efecto invernadero.

Con información de JSWSC

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Homer Dávila
Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.

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