Por qué el impacto de una gran roca espacial habría originado el campo magnético de la Tierra

La vida, tal como la conocemos en nuestro planeta se debe a varios factores. Pero que se haya preservado, sin duda es gracias al campo geomagnético terrestre, una fuerza magnética que rodea la Tierra que se atribuye al efecto combinado de la rotación planetaria y el movimiento del hierro fundido en su núcleo.

Y es que el campo magnético interacciona con el viento solar en una región llamada magnetosfera que se extiende por encima de la ionósfera, más arriba de los 500 km de altura y hasta miles de kilómetros en el espacio. Esta capa protege a la Tierra de los rayos cósmicos que destruirían la atmósfera externa, incluyendo la capa de ozono que la protege de la dañina radiación ultravioleta.

Según una nueva evaluación científica, una propiedad peculiar del campo magnético de la Tierra podría ayudarnos a determinar cómo se formó el planeta hace 4500 millones de años, contrarrestando la idea de su desarrollo tardío.

“Las teorías anteriores no habían reconocido esta conexión potencialmente importante”, dijo en un comunicado el coautor David Hughes, matemático aplicado de la Universidad de Leeds, que afirmó que la colisión interplanetaria fue tan colosal que creó grandes cantidades de material que formaron la Luna, según la “hipótesis del impacto gigante” de la historia del origen de nuestro satélite natural. Los científicos han estado estudiando isótopos, meteoritos y geología espacial durante décadas para saber sobre la formación de la Luna, pero la hipótesis del campo magnético no se explora tan a fondo.

Los científicos de la Universidad de Leeds junto a colegas de la Universidad de Chicago han analizado la dinámica de los fluidos conductores de electricidad. Llegaron a la conclusión de que el campo magnético de la Tierra debe haberse formado antes del impacto o como resultado de él. La investigación, titulada ' ¿Cómo se formó el sistema Tierra-Luna? Nuevos conocimientos de la geodinamo ‘, se publicaron en la revista PNAS.

Los investigadores afirman que su estudio puede ayudar a reducir las teorías de la formación Tierra-Luna, informando futuras investigaciones sobre lo que realmente sucedió.

Esta nueva teoría se basa en la resiliencia del campo magnético de la Tierra, que es mantenido por un fluido giratorio y conductor de electricidad en el núcleo exterior, conocido como geodinamo, que requiere que un planeta gire a cierta velocidad y tenga un fluido interior que pueda conducir la electricidad, entre otras propiedades. El núcleo externo de hierro fundido de la Tierra es donde tiene lugar la conversión a energía eléctrica y magnética.

Este campo es autosuficiente, ya que el campo magnético induce corrientes eléctricas y las corrientes generan este campo magnético. Pero cómo se inició ese proceso en primer lugar es poco conocido. En su artículo, los autores dicen que estas son preguntas clave que deben plantearse en investigaciones futuras para determinar si el campo fuerte existía antes o después del impacto. Y dejan otras:

-¿Cuáles son las condiciones bajo las cuales la acumulación de discos conduce a la formación de un protoplaneta fuertemente magnetizado?

-¿Qué tipo de impacto dejará un núcleo líquido fuertemente magnetizado? Por el contrario, ¿qué tipo de impacto puede provocar una fuerte magnetización del núcleo líquido?

-¿Puede la remoción de la corteza y/o el manto por un impacto gigante crear las condiciones para una convección vigorosa en el núcleo?

-¿Pueden las inestabilidades impulsadas por la rápida pérdida de momento angular [pérdida de velocidad de rotación] conducir a una fuerte magnetización del núcleo?

-¿Puede la recondensación de los toros de acreción [en otras palabras, la unión del disco de acreción en forma de rosquilla después del impacto] conducir a la acción de la dínamo?

“Una propiedad peculiar de la dínamo de la Tierra es que puede mantener un campo magnético fuerte pero no amplificar uno débil”, aseguró el profesor Fausto Cattaneo, astrofísico de la Universidad de Chicago.

Los científicos concluyeron que si el campo de la Tierra se apagara, o incluso se redujera a un nivel muy pequeño, no tendría la capacidad de activarse nuevamente. “Es esta característica notable la que nos permite hacer deducciones sobre la historia de la Tierra primitiva, incluida, posiblemente, cómo se formó la Luna”, afirmó el profesor Cattaneo.

El profesor Hughes agregó: “Y si eso es cierto, entonces tienes que pensar, ¿de dónde vino el campo magnético de la Tierra en primer lugar? Nuestra hipótesis es que llegó a este estado peculiar desde el principio, ya sea antes del impacto o como resultado inmediato del impacto. De cualquier manera, cualquier modelo realista de la formación del sistema Tierra-Luna debe incluir la evolución del campo magnético”.

Hay muy poca información en este momento para elegir entre los escenarios, enfatizan los autores, pero agregan que no se puede ignorar el gran choque cuando se habla de cómo se formó el campo magnético de la Tierra.

El campo está relacionado con la rotación relativamente rápida de la Tierra (24 horas), que es clave para mantener vivo el magnetismo. La dínamo solo funciona si se mantiene, dijeron los investigadores, y no puede reiniciarse debido a limitaciones físicas en el interior de la Tierra. Sin embargo, no está claro si el impacto causó la dínamo o si la rotación de la Tierra creó una dínamo fuerte anteriormente en la historia, una lo suficientemente fuerte como para resistir el impacto. Se requerirá más estudio para restringir el tiempo.

“Es esta característica notable [de la persistencia de la dínamo] la que nos permite hacer deducciones sobre la historia de la Tierra primitiva, incluida, posiblemente, cómo se formó la luna”, precisó Cattaneo.

Los autores agregaron que tener en cuenta esta restricción de dínamo puede ayudar a futuros investigadores a reducir el momento en que se genera el campo magnético de la Tierra, ya sea antes o después del impacto. También piden más estudios que profundicen en la historia magnética de la Tierra.

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