Una reversión geomagnética, es un cambio en la orientación del campo magnético terrestre de tal manera que las posiciones del polo norte y sur magnético se intercambian, durante un intervalo de unos años, los antiguos ejes se desplazan por cualquier latitud hasta completarse el equilibrio de nuevo.
Estos eventos, los cuales se cree que duran de cientos a miles de años, a menudo implican un descenso prolongado de la fuerza del campo magnético seguida por una recuperación rápida después de que la nueva orientación se haya re-establecido.
El nombre que reciben los periodos de tiempo históricos entre reversión y reversión de los polos , se llaman crones (o chron), estos están distribuidos al azar en la historia y van desde los 0,1 a 1 millón de años, estableciendo una media de
450.000 años (aún ser muy variable).
En cambio, su duración media se estima entre 1.000
y 10.000 años hasta que se ha completado del todo la reversión.
Durante largos períodos, las reversiones magnéticas parecen haber ocurrido con una frecuencia de 1 a 5 eventos por cada millón de años. La última reversión de la que se tiene dato fue la reversión Brunhes-Matuyama, que sucedió hace 0.78 millones de años (780.000 años) aproximadamente.
* Se le llama período de Brunhes-Matuyama al período geológico en el cual hubo la última transición de polo norte a sur, duró entre 1.200 a 10.000 años dependiendo de la latitud y los efectos locales, dejando datos reconocibles en sedimentos oceánicos y el vulcanismo eruptivo.
La última de estas reversiones, la inversión Brunhes-Matuyama, ocurrió hace 780.000 años.
Sin embargo, un estudio publicado en 2012 por un grupo del Centro de Investigación Alemán de Geociencias sugiere que una breve inversión completa ocurrió hace sólo 41.000 años, durante la última edad de hielo, aunque todavía no se ha podido probar.
La inversión sólo duró unos 440 años, con el cambio real de la polaridad que dura alrededor de 250 años. Durante este cambio, la fuerza del campo magnético se redujo a 5% de su fuerza actual.
Las interrupciones breves y fluctuaciones del campo magnético que no conducen a una reversión, se llaman excursiones geomagnéticas. Recordamos que actualmente (año 2014), publicamos hace meses un estudio que indicaba un debilitamiento del campo magnético terrestre en torno a un 10%.
No habrá manera de determinar si es una excursión o es una reversión hasta que no haya pasado más tiempo, aunque el eje del planeta ya ha cruzado el Ártico y se dirige hacia Siberia, síntoma de que se está desplazando.
~ Historia:
Los geólogos de principios del siglo veinte, anotaron que algunas rocas volcánicas fueron magnetizadas de forma opuesta a la dirección del campo magnético terrestre local, por lo que debían ser muy jóvenes. La primera estimación de la fecha de las reversiones magnéticas se hizo en 1920 por Motonori Matuyama, quien observó que las rocas con campos inversos eran de corta edad, Pleistoceno o más.
En ese momento, la polaridad de la Tierra se conoce poco y la posibilidad de reversión despertó poco interés.
*Época del Pleistoceno = de 2,58 millones de años a.C al año 10.000 a.C
Tres décadas más tarde, cuando el campo magnético de la Tierra se entiende mejor, las teorías se adelantaron, sugieren que el campo de la Tierra podría haberse invertido en el pasado remoto. Una investigación más paleomagnética a finales de 1950, incluía un examen de la deambulación en los polos y la deriva continental. A pesar de que se descubrió que algunas rocas se invertirían su campo magnético mientras se enfría, se hizo evidente que las rocas volcánicas más magnetizadas conservan huellas de campo magnético de la Tierra en el momento de las rocas se habían enfriado.
En ausencia de métodos confiables para la obtención de las edades absolutas de las rocas, se pensaba que las inversiones se produjeron aproximadamente cada millón de años. Más tarde en 1963 Frederick Vine y Drummond Matthews y después en 1966 por los científicos de la Lamont-Doherty Geological Observatory, concluyeron que a parir de las mediciones hechas con buques trans-atlánticos sobre la corteza del fondo marino, se podía intuir el perfil magnético de las anomalías detectadas por el movimiento del campo magnético de la Tierra entera. (Aunque después se observasen estas fluctuaciones en todos los océanos del mundo).
~ Mecanismos de datación:
Las inversión de los campos anteriores pueden ser y han sido registrados en los minerales ferromagnéticos “congelados” de los depósitos sedimentarios consolidados, o bien por flujos volcánicos refrigerados en tierra.
El historial de las reversiones geomagnéticas se observó por primera vez por la observación de las rayas “anomalías magnéticas” en el fondo del océano. Lawrence W. Morley, John Frederick Vine y Drummond Matthews Hoyle, hicieron la conexión con expansión del fondo marino en la hipótesis de Morley-Vine-Matthews, que pronto dio lugar al desarrollo de la teoría de la tectónica de placas.
Estas líneas fueron trazadas después de pasar un magnetómetro remolcado a lo largo del fondo del mar.
Dado que no han sido substraídas del fondo marino, rocas con más de 180 millones de años de antigüedad (y recordemos que la edad de la Tierra es de aprox 4.470 millones de años) , otros métodos son necesarios para detectar reversiones magnéticas más antiguas. La Mayoría de las rocas sedimentarias incorporan pequeñas cantidades de minerales ricos en hierro, cuya orientación está influida por el campo magnético ambiente en el momento en el que se formaron.
Estas rocas pueden conservar un registro del campo si no se borra más tarde por química, cambio físico o biológico, pueden perdurar indefinidamente para trazar un mapa histórico.
Debido a que el campo magnético es global, patrones similares de las variaciones magnéticas en diferentes sitios se pueden utilizar para correlacionar las edades de las rocas en diferentes ubicaciones. En las últimas cuatro décadas se han recogido muchos más datos paleomagnéticos sobre las edades del fondo marino y es útil en la estimación de la edad de secciones geológicas. No es un método de datación independiente, depende de la “edad absoluta” que data métodos como los sistemas radioisotópicos para derivar las edades numéricas mediante la Magnetoestratigrafía, que ha demostrado un total de 184 intervalos de polaridad en los últimos 83 millones años.
~ Antiguas reversiones del campo magnético:
El ritmo de inversiones en el campo magnético de la Tierra ha variado mucho con el tiempo, de hecho, tampoco lleva una tendencia clara. Hace 72 millones de años, el campo se invirtió 5 veces en un millón de años. En un período de 4 millones de años, hace 54 Ma, había 10 reversiones; alrededor de 42 Ma, 17 reversiones ocurrieron en el lapso de 3 millones de años. En un período de 3.000.000 años, hace aprox 24 Ma, 13 reversiones datadas. No menos de 51 reversiones ocurrieron en un período de 12 millones de años, en torno a hace 15 Ma. Dos reveses más ocurrieron durante un lapso de 50.000 años. Estas épocas donde los cambios parecen ir más veloces, han sido contrarrestados por algunos “SuperChrons” que son largos períodos en los que no hay reversiones magnéticas.
>El Super-Chron: Un superchron es un intervalo de polaridad de al menos 10 millones de años. Hay dos superchrons bien establecidos, el normal Cretácico y el Kiaman. Un tercer candidato, el Moyero, es más controvertido.
El del Cretácico duró 40 millones de años mientras que el del Kaiman (llamado así por encontrar las primeras evidencias geológicas en Kaima, Australia, 1925) llegó a durar 50 Ma.
~ Propiedades de las inversiones:
Varios estudios han analizado las propiedades estadísticas de las inversiones con la esperanza de aprender algo acerca de su mecanismo subyacente. El poder de discriminación de las pruebas estadísticas está limitado por el pequeño número de intervalos de polaridad. Sin embargo, algunas de las características generales están bien establecidas.
En particular, el patrón de las inversiones es al azar.
No existe una correlación entre las longitudes de los intervalos de polaridad. No hay preferencia para mencionar una polaridad normal o invertida, ya que no hubo diferencia estadística entre las distribuciones de estas polaridades norte y sur.
Esta falta de sesgo, es también una predicción robusta de la “teoría de la dinamo terrestre”.
> Teoría de la dínamo terrestre: La hipótesis de la dinamo es una teoría científica que intenta explicar el mecanismo la Tierra y otros cuerpos celestes generan un campo magnético a su alrededor. En el caso de la Tierra, se cree que su campo magnético está causado por el movimiento de convección del hierro y níquel fundidos en el interior del núcleo terrestre exterior, así como el efecto Coriolis que aparece por la rotación del planeta. Cuando un fluido ferroso conductor (como el material magmático del manto) se desplaza por un campo magnético ya existente, aparecen corrientes eléctricas inducidas, creando otro campo magnético. Cuando este campo inducido se añade al campo preexistente, el efecto es idéntico al que se presenta en una dinamo: el campo total se sostiene a sí mismo y se desenvuelve en capas hacia el exterior.
La aleatoriedad de las inversiones las hace impronosticables por naturaleza, aunque varios autores han pretendido encontrar periodicidad. Sin embargo, estos resultados son probablemente pura combinación estadística que a fin y al cabo es inconcluyente e imposible de demostrar.
En 2006, un equipo de físicos de la Universidad de Calabria descubrió que las inversiones también se ajustan a una distribución de Lévy, que describe los procesos estocásticos con correlaciones de largo alcance entre los acontecimientos en el tiempo. Los datos también pueden ser consistentes y aplicables, pero en un caótico y azaroso proceso.
~ Carácter de las transiciones:
La mayoría de las estimaciones sobre la duración de una transición de polaridad, tienen entre 1.000 y 10.000 años. Sin embargo, los estudios de los flujos de lava en Steens Mountain, Oregon, y realizados por los geólogos Scott Bogue de Occidental College y Jonathan Glen del Servicio Geológico de EE.UU, indicaban que el campo magnético podría haber cambiado a una velocidad de hasta 6 grados por día, hace unos 15 millones de años, muy rápida.
Esto fue inicialmente recibido con escepticismo desde los paleomagnetistas, incluso si se producen cambios rápidamente en el núcleo, se cree que el manto, que es un semiconductor, actua como un filtro de paso bajo, elimina las variaciones con períodos de menos de unos pocos meses.
Durante la fase de transición polar, el campo magnético no desaparece completamente, pero muchos “micro-polos” podrían formarse caóticamente en diferentes lugares del planeta durante la inversión hasta que se estabiliza de nuevo (duración entre 225 y 450 años).
El indicador final que muestra el fin del cambio, sería cuando las brújulas dejen de estar locas y marquen un solo polo, independientemente de que sea el norte o el sur.
~ Causas y efectos sobre la Tierra:
El campo magnético de la Tierra y de otros planetas que tienen campos magnéticos, se generan por la acción de la dínamo en el que la convección de hierro fundido en el núcleo planetario genera corrientes eléctricas que a su vez dan lugar a campos magnéticos. La mayoría de los científicos creen que las inversiones son un aspecto inherente a este proceso.
En las simulaciones, se observa que las líneas de campo magnético a veces pueden enredarse y desorganizarse por los movimientos caóticos del metal líquido en el núcleo de la Tierra. Por ejemplo, Gary Glatzmaier y colaborador Paul Roberts, de la UCLA han hecho un modelo numérico de los electromagnéticos procesos dinámicos o fluidos del interior de la Tierra.
Su simulación reproduce las características clave del campo magnético durante más de 40.000 años de tiempo simulado.
En muchas simulaciones el campo generado por computadora se han conseguido recrear varias inversiones del campo mundial, también por otra parte se han observado en el laboratorio con líquido metal experimento VKS2 el posible comportamiento de dichas propiedades magnéticas.
En algunas otras simulaciones, esto conduce a una inestabilidad en el que el campo magnético cambia espontáneamente, sobre en la orientación opuesta.
Este escenario es apoyado por las observaciones del campo magnético solar, que sufre retrocesos espontáneas cada
9-12 años.
Sin embargo, con el Sol se observa que la intensidad magnética solar aumenta en gran medida durante una inversión, mientras que en la Tierra las reversiones parecen ocurrir durante los períodos de baja intensidad del campo magnético terrestre, que tardan años en descifrarse o hacerse percibir.
Por otra parte una curiosidad, y es que no hay datado ningún rastro o fase de reversión durante la época de la extinción masiva post Cretácico-Paleógeno.
~ Causas y efectos sobre la biosfera y sociedad humana:
Muchos son los científicos que han vinculado las fases de reversión magnética con algunas de las extinciones que han sufrido los seres de este planeta, aunque ninguno lo ha podido demostrar. La mayoría de estas hipótesis interpretan que la debilidad del campo magnético terrestre o su total desaparición, serian las causantes de que las partículas de radiación de los anillos de Van Allen podrían liberarse y ser atraídos por los “micro-polos” formados durante la reversión, provocando un bombardeo radiactivo hacia el interior.
Cabe añadir y está más que contrastado, y es que la enorme masa de aire de la que está compuesta nuestra atmósfera, disiparía en gran medida todas estas partículas ya que su espesor es tan grande, que en un determinado momento no podrían bajar más hasta formar una fina lámina que dejara precipitar algunas partículas.
Además “teóricamente”, ésta capa adicional radioactiva en las capas altas de la atmósfera, serviría como protector adicional ante los rayos cósmicos provenientes del exterior.
Está demostrado que el choque de los rayos cósmicos con estas partículas, producen una reacción segundaría en la que se liberan pequeñas cantidades de berilio-10 o bien cloro-36.
Un aumento de berilio-10 se observó en un estudio alemán en 2012, que muestra un pico de berilio-10 en núcleos de hielo de Groenlandia durante una breve inversión parcial (o excursión geomagnética) hace 41.000 años que condujo a la bajada de intensidad de campo magnético cayendo a un estimado de 5% de lo normal durante la inversión.
Hay evidencia de que esto ocurre tanto durante reversiones seculares (espontáneas y parciales) y durante las reversiones completas.
Otra hipótesis de McCormac y Evans, asumen que el campo de la Tierra desaparecería por completo durante la reversión.
Ellos argumentan que la atmósfera de Marte pudo haber sido erosionada por el viento solar, ya que no tenía campo magnético para protegerlo.
Predicen que los iones se eliminan de la atmósfera de la Tierra por encima de 100 km.
Sin embargo, la evidencia a partir de mediciones de “paleointensidad”, es que el campo magnético no desaparece. Con base en dichos datos, la magnetopausa todavía se percibió alrededor de 3 radios terrestres durante la inversión Brunhes-Matuyama.
Aunque el campo magnético desaparece, el viento solar puede inducir un campo magnético suficiente en la ionosfera de la Tierra para proteger la superficie de las partículas energéticas.
Las pruebas de las correlaciones entre las extinciones y reversiones son difíciles por un número de razones. Los animales más grandes son demasiado escasos en el registro fósil de buenas estadísticas, por lo que los paleontólogos han analizado extinciones microfósiles.
Incluso los datos de microfósiles pueden ser poco fiable cuando hay demasiados estratos en el registro fósil.
Puede parecer que se produce la extinción al final de un intervalo de polaridad cuando el resto de ese intervalo de polaridad fue simplemente erosionado.
El análisis estadístico no muestra evidencia de una correlación entre las inversiones y las extinciones.
Puede ser, sin embargo, que los extremos de superchrons han causado convección vigorosa dando lugar a vulcanismo generalizado, y que las ceniza en el aire derivadas pudieran dañar, aunque no haya prueba de causaran extinción masiva.
Otro aspecto a tener en cuenta en este caso para la sociedad humana, sería el impacto que supondría un período de debilitación del campo magnético terrestre y la consiguiente mayor entrada del viento solar. En principio no tendría por que pasar nada exagerado, pero seríamos mucho más vulnerables ante una Eyección de Masa Coronal y sus posteriores efectos.
Hay estudios biológicos que demuestran la susceptibilidad de las aves migratorias ante los campos magnéticos terrestres, su desorientación podría ser un problema, también muchos cetáceos marinos distinguen los polos gracias al geomagnetismo como método de navegación.
No todas las especies animales tienen la misma capacidad de control sobre su campo magnético como las puedan tener otras, y hasta la fecha, no se han podido estudiar a fondo sus efectos reales sobre su comportamiento, aunque nada hace pensar que la propia reversión las mate ni se la causa de su desaparición ni mucho menos, pero sería interesante verlo.
Durante los años que dura la fase de reversión (recordamos que bastantes), no hay ningún fenómeno en específico que vaya a suceder, solo hay probabilidad de que acontezcan con más frecuencia y rareza aquellos fenómenos que conocemos, como las tormentas eléctricas en puntos del universo donde normalmente no las hay.
Hay dos frentes abiertos con bases reales y teóricas, que asocian la anomalía del Atlántico Sur como síntoma de una inminente reversión, así como también hay datos que avalan la disminución de la capa de ozono durante estas épocas, incluso hay quien afirma su total desaparición y vuelta a nacer al terminar cada ciclo.
Pese a no haber datos que confirmen ilícitamente lo que sucede durante una reversión, lo que sí es cierto es que si hace 780.000 años que no se produce ninguna, y no 41.000, es que dentro de poco debería empezar una fase de reversión si no es que la hemos empezado ya desde hace años.
Les mostraremos una imagen que data las ultimas reversiones completas y “micro-reversiones” que haya sufrido el campo magnético terrestre desde que se tienen datos.
*De derecha a izquierda, de más actual a más viejo, hay 4 crones y medio establecidos. Cada cambio de color de blanco a negro, es una transformación en la polaridad. Hay dos fases largas sin cambios despues de la fase Gilbert y Matuyama, eso son dos super-chrons + otros 2 posibles, el del principio de la era Matuyama y la actual por ser tan larga.
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