Un hecho ya aceptado entre la comunidad científica es que a lo largo de la historia de la Tierra el campo magnético terrestre ha variado en periodos más o menos constantes de tiempo. Lo que no se conocía hasta ahora eran muchas de sus consecuencias, las cuales, gracias a una investigación llevada a cabo en Nueva Zelanda por un grupo de científicos, comienzan a develarse. Antes de desarrollar alguna de ellas, conozcamos más en profundidad el Campo Magnético de la Tierra. 

Campo magnético terrestre

Si utilizáramos una brújula para orientarnos en las Sierras de Córdoba, podríamos observar que la misma marca dos puntos correspondientes a los extremos de la aguja, estos son el polo norte y el polo sur magnéticos. En la actualidad estos polos magnéticos se alinean cercana, pero no exactamente, con los polos geográficos. (Los polos geográficos, o polo norte y polo sur verdaderos, son los puntos en los que el eje de rotación de la Tierra intersecta la superficie). 

Podemos pensar al campo magnético terrestre como uno parecido al generado por una barra de metal imantada, donde líneas de fuerza invisibles se extienden de un polo magnético al otro. 

En la imagen que encontramos debajo podemos observar una ilustración del campo magnético y sus líneas de fuerzas, las cuales atraviesan todo nuestro planeta.  Estas crean un ¨escudo protector¨ que evita el ingreso de partículas altamente energéticas desde el sol, nocivas para la vida. 

Fuente: https://sites.google.com/site/magnetismo428/home/campos-magneticos/campo-magnetico-terrestre/declinacion-magnetica

Durante períodos de miles de años, el campo magnético de la Tierra cambia de polaridad, fenómeno conocido como Inversión Magnética, en este proceso el polo norte magnético pasa a ser el polo sur magnético, y viceversa.

Estas inversiones del campo magnético de la Tierra son estudiadas por geólogos y geofísicos en las profundidades del suelo oceánico, donde al solidificarse la lava que sale a la superficie en las dorsales meso- oceánicas, queda ¨grabada¨ en su interior la polaridad del campo magnético presente al momento del enfriamiento. Cuando las rocas que se generan al enfriarse la lava muestran el mismo magnetismo que el campo magnético terrestre actual, se dice que tienen Polaridad Normal, mientras que cuando las rocas revelan el magnetismo opuesto se dice que tienen Polaridad Invertida. 

Fuente: Ciencias de la Tierra. Una introducción a la geología física. Tarbuck y Lutgens- 2005 Pearson.

Las flechas representan la polaridad de los pequeños cristales de minerales que se forman al llegar la lava a la superficie del fondo oceánico, solidificarse y pasar a formar parte de rocas. La secuencia de figuras muestra la apertura del lecho oceánico y la separación de dos continentes, proceso que ocurre durante decenas de millones de años. 

Las pruebas de estas inversiones magnéticas fueron obtenidas al medir el magnetismo de las rocas y los sedimentos de distintas edades a lo largo del planeta. Los científicos se encontraron con que las rocas magnetizadas, tanto normal como inversamente, de una edad determinada en cierto punto, se correspondían con el magnetismo de las rocas de la misma edad halladas en otros sitios. Ésta fue la prueba concluyente de que el campo terrestre se había invertido.

Cuando se había confirmado el concepto de las inversiones magnéticas, los investigadores comenzaron a querer determinar alguna escala temporal para las mismas, y resulta que son bastante periódicas al menos en tiempos geológicos (menos de 200.000 años). 

Por otra parte, existen inversiones temporales del campo magnético llamadas excursiones geomagnéticas, en las cuales se produce un cambio radical en un corto periodo de tiempo de la posición de los polos (menor a 1000 años), para luego regresar a su posición previa. La última excursión geomagnética conocida es denominada Excursión de Laschamps y sucedió durante la última edad de hielo, hace aproximadamente 41000 años. 

Durante la Excursión de Laschamps, llamada así gracias a los flujos de lava de Laschamps en Clermont-Ferrand, Francia, donde se estudiaron las rocas volcánicas con evidencia de anomalías geomagnéticas, el campo magnético terrestre sufrió un significativo debilitamiento en su intensidad durante el proceso de transición de polaridades. La pregunta que inquietaba a los científicos era si estos cambios en la polaridad del campo magnético terrestre afectaban de alguna manera al clima global del planeta y por ende a la vida sobre éste. 

En base a esto, algunos estudios llevados a cabo en los hielos continentales de Groenlandia revelaron que no existe en realidad una relación directa entre las inversiones magnéticas y los cambios climáticos. Sin embargo, el marcado aumento de radiación solar en la superficie del planeta debido al debilitamiento del campo magnético, el cual actúa como escudo protector de las partículas solares altamente cargadas de energía, desencadenaría algunos procesos en la atmosfera terrestre que podrían terminar generando un impacto en el clima, sobre todo en zonas ubicadas en latitudes bajas. 

Con estas preguntas en mente, un equipo de científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Australia junto a la participación del Centro de Investigación de Geociencias de Postdam y el Instituto Alfred Wegener de Alemania, han analizado fósiles de árboles Kauri hallados en Nueva Zelanda, para intentar analizar con precisión este evento y sus efectos asociados. Los resultados de las simulaciones computacionales muestran la existencia de una fuerte reducción del campo magnético, en un orden del 6%, a lo largo de un período de aproximadamente 500 años en el cual los polos se habrían invertido. Esto generó una disminución en el campo magnético de hasta un 28% del valor actual, lo que equivale a decir que si en un principio y en condiciones normales el campo magnético tiene aproximadamente unas 15 veces el radio de la Tierra, durante la excursión de Laschamps este radio pasó a ser de solo 5 veces el radio del planeta. 

Cambios atmosféricos durante la Excursión Magnética de Laschamps: 

Para conocer los cambios que se produjeron en la atmósfera terrestre durante la disminución en el campo magnético sufrida en la excursión de Laschamps, los científicos desarrollaron simulaciones sobre la composición química de la atmósfera. Para ello estudiaron los niveles del isótopo de carbono 14 en los árboles Kauri. 

Los árboles en general, son una fuente importante de información sobre la actividad y la composición atmosférica ya que ésta puede descifrarse a través del análisis químico de sus anillos de crecimiento anuales. En particular, el carbono-14 o también llamado radiocarbono, es bien preservado dentro de estos anillos y su cantidad generalmente revela mucha información sobre la composición de la atmosfera al momento del desarrollo del árbol, ya que se conoce que la formación de éste isótopo del carbono es el resultado de la alta radiación cósmica que alcanza la región de la alta atmósfera de la Tierra (se forma por el impacto de los rayos cósmicos con átomos de nitrógeno).

Imagen: Detalle de los anillos de crecimiento de los árboles.

“Los fósiles de los árboles kauri son un interesante archivo de la composición atmosférica”, afirma Florian Adolphi, paleoclimatólogo del Instituto Alfred Wegener. Esto es debido a que esta especie vive miles de años y registra variaciones anuales en el contenido de carbono atmosférico (y sus tipos isotópicos) a medida que van creciendo.

En esas simulaciones se descubrieron algunos datos muy interesantes: una pronunciada disminución del ozono en la alta atmosfera durante dicho período. “La radiación proveniente del espacio no era filtrada muy efectivamente y estaba rompiendo las moléculas de este gas ubicadas en la atmósfera terrestre, separando entonces sus electrones y emitiendo luz, proceso conocido como ionización”, explica Turney. Este aire ionizado en la capa de ozono habría desencadenado numerosos y variados cambios en la atmósfera, incluido un aumento de las auroras boreales, las cuales podían observarse desde cualquier lugar del planeta. Además, se habrían producido grandes tormentas atmosféricas, una disminución del gradiente de temperatura entre los polos y el ecuador que permitió que los glaciares se expandan hacia latitudes bajas, un aumento de la radiación sobre todo en latitudes ecuatoriales y con ello, el cambio en los hábitos de vida de ciertas especies.

Respecto al último punto, se cree que debido a la mayor radiación solar presente en la superficie de la Tierra, los homínidos existentes en la época (recordemos que este evento ocurrió hace 41.000 años), comenzaron a refugiarse en cuevas para poder sobrevivir, quizás marcando el inicio del arte rupestre hallado en Europa y en las islas del sureste asiático. Otros científicos asocian la extinción de grandes mamíferos en Australia a dicho debilitamiento, y quizás la aceleración del final de los neandertales.

Además, muchas otras consecuencias fueron relevadas, tales como la extinción de grandes mamíferos en coincidencia con esta época de disminución del campo magnético terrestre, los arboles Kauri también sufrieron los efectos de esta excursión ya que durante este periodo se registran periodos de ausencia de crecimiento en los mismos, evidenciado en una disminución de los anillos de crecimiento comparado con árboles kauri actuales. Otra consecuencia de este debilitamiento el campo magnético se produjo en Australia, donde los lagos interiores se secaron. 

 La comunidad científica afirma que en los próximos miles de años es muy probable que suceda otra inversión del campo magnético de la Tierra, ya que el campo magnético actual está en proceso de debilitamiento, sin embargo nadie sabe con certeza cuáles serán sus consecuencias para el planeta y para la vida en las condiciones actuales. 

Sin embargo, algo podemos afirmar sobre la base de que ya hemos aprendido al descubrir y descifrar la historia natural de la Tierra: si los cambios se producen en forma gradual, las diferentes especies que habitan este planeta pueden desarrollar mecanismos de adaptación y evolucionar para sobrevivir. La vida no se detiene ni desaparece, solo ocurren cambios en las formas en que se manifiesta.