Inversió geomagnètica

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
(S'ha redirigit des de: Reversió geomagnètica)
Simulació per ordinador de les línies del camp terrestre en un període estàndard entre inversions (blaves quan el camp apunta cap al centre i grogues quan apunta cap a fora); l'eix de rotació de la Terra està centrat i en la vertical; la densa agrupació de línies correspon a l'interior del nucli terrestre
Variacions geomagnètiques des de l'última inversió
Inversions geomagnètiques

Una inversió geomagnètica[1] és un canvi en l'orientació del camp magnètic terrestre tal que les posicions del pol nord i sud magnètic s'intercanvien. Aquest esdeveniment, que es creu que dura de centenars a milers d'anys, sovint implica un descens prolongat de la força del camp magnètic seguit d'una recuperació ràpida després que la nova orientació s'ha establert.[2][3][4][5][6]

Història[modifica]

Durant llargs períodes, les inversions magnètiques semblen haver passat amb una freqüència d'1 a 5 esdeveniments per milió d'anys. No obstant això, aquesta durada és altament variable.

Durant alguns períodes geològics (ex. el Cretaci comprès entre l'Aptià fins al Santonià), s'observa que el camp magnètic terrestre va mantenir una sola orientació durant desenes de milions d'anys. Altres esdeveniments semblen haver passat molt ràpidament amb no més d'una inversió en 50 mil·lennis.

L'última inversió de què es té constància va ser la inversió de Brunhes-Matuyama, aproximadament fa 780.000 anys.

Causes[modifica]

L'opinió científica està dividida en tractar d'explicar què causa la inversió geomagnètica. Molts científics creuen que la inversió és un aspecte inherent a la hipòtesi de la dinamo de com el camp geomagnètic es genera. En simulacions per ordinador, s'observa que les línies de camp magnètic poden algunes vegades entrellaçar-se i fins i tot desorganitzar-se pels moviments caòtics del metall líquid del nucli extern.

En algunes simulacions, això condueix a una inestabilitat en què el camp magnètic s'inverteix espontàniament cap a l'orientació contrària. Aquest argument és sostingut per les observacions del camp magnètic solar, el qual experimenta inversions espontànies cada 7-15 anys (vegeu: cicle solar).

No obstant això, en el cas del Sol, s'observa que la intensitat magnètica solar s'incrementa massa durant una inversió, mentre que en el cas de la Terra, les inversions semblen ocórrer durant una disminució en la força del camp magnètic.

Els mètodes de càlcul actuals utilitzen grans simplificacions per a produir els models que discorren en acceptables escales de temps per a programes d'investigació.

Una opinió minoritària, sustentada per científics com Richard A. Muller, és que les inversions geomagnètiques no són pas processos espontanis, sinó més aviat són accionats per fenòmens externs que interrompen directament el flux dins del nucli de la Terra. Aquests processos poden incloure l'arribada de trossos continentals duts cap avall del mantell per l'acció de les plaques tectòniques. En les zones de subducció, es poden iniciar noves protuberàncies en els límits del mantell central i possiblement amb forces de cisalla degudes a algun impacte astronòmic.

Els que sostenen aquesta teoria afirmen que qualsevol d'aquests esdeveniments poden conduir a una interrupció a gran escala de la dinamo terrestre, en desactivar efectivament el camp geomagnètic. Proposen que quan el camp es recupera d'una interrupció, tria de manera espontània un estat invertit o l'altre, de tal manera que la recuperació es veu com una inversió en prop de la meitat de tots els casos.

Les interrupcions breus que no tenen com a resultat una inversió són conegudes com a excursions geomagnètiques.

Observant el camp magnètic en el passat[modifica]

Les inversions passades del camp geomagnètic s'han registrat en minerals ferromagnètics congelats o dipòsits sedimentaris de fluxos volcànics refredats a la Terra, originalment. No obstant això, el registre de passades inversions geomagnètiques es copsà primerament en observar les "anomalies" de les bandes magnètiques del fons de l'oceà. Atès que el fons del mar s'estén amb una taxa més o menys constant, això té com a resultat l'aparició de franges amplament evidents que la polaritat passada del camp pot ser inferida en mirar les dades reunides pel simple arrossegament d'un magnetòmetre pel llit marí. No obstant això, des que no hi ha cap subducció del fons del mar (ni l'empenta del fons del mar a les plaques continentals com en el cas d'Ophiolytes), cal l'ús d'altres mètodes per detectar inversions passades. La gran majoria de les roques sedimentàries incorporen primes quantitats de minerals enriquits amb ferro, l'orientació és influenciada per l'ambient magnètic sota el qual es van formar. Sota condicions favorables, és possible extreure informació de les variacions del camp magnètic en moltes roques sedimentàries. No obstant això, els processos diagenètics -en quedar sepultades les roques- poden esborrar l'evidència del camp magnètic originari.

Atès que el camp magnètic terrestre és present de manera global, trobar patrons similars en les variacions magnètiques en diferents llocs és un mètode utilitzat per correlacionar edats en diferents localitats. En les passades quatre dècades, s'han acumulat grans quantitats de dades paleomagnètiques per escatir l'edat del fons marí en uns 250 milions d'anys, de tal manera que ha esdevingut una important eina utilitzada per a calcular l'edat de capes geològiques. Tot i que no és en si un mètode independent de datació, sinó que en depèn d'altres com la datació amb radioisòtops, es fa servir especialment pels geòlegs metamòrfics i ignis, quan l'ús de fòssils en el càlcul de l'edat és rarament disponible.

El calendari de polaritat geomagnètica[modifica]

La freqüència d'inversions geomagnètiques en el temps[modifica]

El Cretaci[modifica]

Un llarg període durant el qual no hi va haver inversió dels pols magnètics fou el Cretaci Llarg (també anomenat Cretaci Supercron o C34) que va durar prop de 120 a 83 milions d'anys. Aquest període inclou l'Aptià i el Santonià.

Una tendència interessant d'observar és que mirant la freqüència de les inversions magnètiques abans i després del període, resulta que la freqüència va disminuir de manera constant abans del període, i arribà al punt més baix (sense inversió) durant el període; després del Supercron la freqüència de les inversions s'incrementa lentament sobre els 80 milions d'anys fins al present.

"La quieta Zona del Juràssic"[modifica]

La zona juràssica és una secció del fons marí que està completament desproveïda de bandes magnètiques, que poden ser detectables en altres parts. Això podria significar que hi va haver un període llarg d'estabilitat polar durant el període Juràssic, de manera semblant al Supercron Cretaci. Una altra possibilitat és que, com aquesta àrea és la més vella del fons marí, qualsevol magnetització que hi hagi existit es va degradar completament. Aquestes zones existeixen als marges continentals de l'oceà Atlàntic així com en part del Pacífic Occidental (tal com en la Fossa de les Marianes)

El Supercron Kiama[modifica]

És un altre llarg període en el qual no hi va haver inversió dels pols magnètics. Aquest període va del Carbonífer al final del Permià.

Futur del camp magnètic present[modifica]

Variacions geomagnètiques des de l'última inversió

En l'actualitat, el camp magnètic en general ha vingut a ser més feble, en una taxa que, si hi continués, ocasionaria que el camp es desplomés cap a l'any 3000 o 4000. L'anomalia de l'Atlàntic Sud es creu que és producte d'això. El fort deteriorament correspon a un descens en un 10 a un 15% sobre els últims 150 anys, i s'ha accelerat en els darrers anys; la intensitat geomagnètica, però, ha disminuït gairebé de manera contínua en un màxim de 35% per sobre del valor més recent aconseguit. La taxa de disminució i la força actual està dins del normal de variació, com ho demostren els registres dels camps magnètics en el passat, detectats en les roques.

Ningú no sap si el decaïment del camp continuarà en el futur. Atès que cap inversió magnètica ha estat observada per la humanitat actual i el seu mecanisme de generació no es comprèn totalment, és difícil dir quines són les característiques del camp magnètic que conduiran a aquesta inversió. Alguns autors especulen que una gran disminució del camp magnètic, durant un període d'inversió, exposarà la superfície de la Terra a un substancial i potencial increment de radiació còsmica. Però l'Homo erectus i els seus ancestres certament sobrevisqueren a inversions prèvies. No hi ha evidència que una inversió del camp magnètic hagi causat qualsevol extinció biològica. Una possible explicació és que el vent solar pot induir un camp magnètic suficient -en la ionosfera de la Terra- per protegir-la de les partícules altament energètiques, encara en absència del camp magnètic normal del planeta.

El pol nord magnètic de la Terra s'està desplaçant del Canadà a Sibèria amb una taxa de 10 quilòmetres per any al començament del segle xx i arribà a 40 quilòmetres per any en el 2003. Es desconeix si aquest lliscament continuarà accelerant-se. Tot i que la inspecció de les inversions ocorregudes en el passat no impliquen extincions biològiques, la societat actual, amb la seva dependència de l'electricitat i els seus efectes electromagnètics (ex. la ràdio, la comunicació per satèl·lit), pot ser vulnerable a la interrupció tecnològica sota les condicions d'una completa inversió dels camps magnètics.

Glatzmaier i el seu col·laborador Paul Roberts (de la UCLA) han construït un model numèric dels processos dinàmics, líquids i electrodinàmics de l'interior de la Terra i l'han processat en un superordinador Cray. Els resultats van reproduir les característiques clau del camp magnètic, simulant un temps de 40.000 anys. El camp generat pel càlcul de l'ordinador es va invertir per si mateix.

Referències[modifica]

  1. Entrada «inversió geomagnètica» del Diccionari de Geologia.
  2. «The Geodynamo».
  3. El Economist «"Look down, look up, look out!"». mayo de 2007.
  4. American Geophysical Union. «Com les inversions geomagnètiques es relacionen amb la intensitat». Arxivat de l'original el 2019-07-25. [Consulta: 18 juny 2017].
  5. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, glosario de geologia. inversion magnetica. 
  6. Agueda, J.; Anguita, F.; Araña, V.; López Ruiz, J. y Sánchez de la Torre, L. Geología. Madrid: Editorial Rueda, 1997, p. 75. ISBN 84-7207-009-3.