¿Qué sabemos realmente del magnetismo terrestre?

La historia de la ciencia conocida nos dice que hasta el siglo XVI el hombre no se planteó que la Tierra se comportaba como un gigantesco imán. Desde entonces, diversos científicos se aplicaron al estudio del magnetismo terrestre, contribuyendo de manera fundamental a aumentar el conocimiento y la comprensión de este fenómeno. En este artículo intentamos explicar lo que representa el campo magnético terrestre y su relación con nuestra existencia en este planeta, en el pasado, en el presente y en el futuro.

Para tener una primera visión de la importancia del magnetismo terrestre en la vida del planeta, debemos hacer referencia a que el investigador Maurice Cotterell ha hecho un largo y detallado estudio sobre la actividad de las manchas solares y de las erupciones solares cuando el Sol está proyectando energía magnética enormemente poderosa. Esto ha sido fotografiado como gigantescos bucles de fuego, algunos de 160.000 km de alto. Esta energía viaja a la tierra en el viento solar y puede afectar sistemas de computadoras y causar cortes de energía. De no ser por los cinturones de Van Allen, las zonas de radiación que rodean la Tierra  y que se conectan con el campo magnético del planeta, la energía del Sol literalmente nos freiría (ver el artículo “El Sol, ¿por qué ha sido venerado y temido por distintas culturas?”).

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que presentan propiedades magnéticas significativas, como el hierro, níquel o cobalto y sus aleaciones, que comúnmente reciben el nombre de imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de alguna manera, por la presencia de un campo magnético. Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán e innumerables electrones de un material están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones. Pero en un imán casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados. Además del campo magnético propio del electrón, algunas veces también hay que tener en cuenta el campo magnético debido al movimiento orbital del electrón alrededor del núcleo. Este efecto es similar al campo generado por una corriente eléctrica que circula por una bobina. En general el movimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en el material, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse y producir un campo magnético total medible.

La existencia del campo magnético de la Tierra es conocida desde la antigüedad, principalmente por sus aplicaciones a la navegación mediante el uso de la brújula. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos y se cree que se observaron por primera vez en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras, denominadas imanes naturales, atraían el hierro, y que los trozos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C. En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado “Libro del amo del valle del diablo”, y que afirma que: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste». La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado en el siglo I de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja». El científico chino Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto.

Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación, pero Alexander Neckham fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187. En el siglo XV, el físico inglés de la corte de Isabel I, William Gilbert, publicó la obra titulada “De magnete”, considerada como el primer tratado en magnetismo. Gilbert talló un imán en forma de bola y estudió la distribución del campo magnético en su superficie. Encontró que la inclinación del campo en este imán esférico coincidía con lo que se sabía acerca de la distribución del campo terrestre. De este experimento concluyó que la Tierra era un gigantesco imán esférico. Posteriormente, los expertos en  geomagnetismo observaron que, tomando en cuenta la declinación, la mejor representación del campo terrestre sería un imán esférico cuyo eje de rotación estuviera desviado unos 110º del eje geográfico de la Tierra.

La declinación magnética en un punto de la tierra es el ángulo comprendido entre el norte magnético local y el norte verdadero (o norte geográfico). En otras palabras, es la diferencia entre el norte geográfico y el indicado por una brújula (el denominado también norte magnético). Por convención, la declinación es considerada de valor positivo cuando el norte magnético se encuentra al este del norte verdadero, y negativa si se encuentra al oeste. El término variación magnética es equivalente al de declinación y es empleado en algunas formas de navegación, entre ellas la aeronáutica. Las curvas de igual valor de declinación magnética se denominan curvas Isogónicas; entre ellas, aquéllas que poseen un valor nulo se denominan curvas agónicas. Una brújula ubicada en una posición comprendida en una curva agónica apuntará necesariamente al norte verdadero, ya que su declinación magnética es nula. La declinación magnética no tiene siempre el mismo valor, ya que depende del lugar en el que se ubique, llegando a variar sensiblemente de un lugar a otro. Por ejemplo, un viajero que se mueva desde la costa Oeste de Estados Unidos a la costa Este puede sufrir una variación de la declinación magnética de entre veinte y treinta grados.

El valor de la declinación magnética varía, además, a lo largo del tiempo. De esta forma, por ejemplo, una brújula colocada en el centro de Paris en siglo XVI no marca el mismo valor que si se coloca exactamente en el mismo sitio en la actualidad. En la mayoría de los lugares la variación es debida al flujo interno del núcleo de la tierra. En algunos casos se debe a depósitos subterráneos de hierro o magnetita en la superficie terrestre, que contribuyen fuertemente a la declinación magnética. De forma similar, los cambios seculares en el flujo interno del núcleo terrestre hacen que haya un cambio en el valor de la declinación magnética a lo largo del tiempo en un mismo lugar. La declinación magnética en un área dada cambia muy lentamente dependiendo de lo alejado que se encuentre de los polos magnéticos, y puede llegar a mostrar una velocidad de cambio de entre 2 y 25 grados por cada cien años. Este cambio, que resulta insignificante para la mayoría de los viajeros, puede ser importante para los estudios de los mapas antiguos.

El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que en 1820, Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente producía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética. Muchos otros experimentos siguieron con André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron relaciones entre el magnetismo y la electricidad. James Clerk Maxwell sintetizó y explicó estas observaciones en sus ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo. En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, y en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fuertemente vinculados. El electromagnetismo continuó desarrollándose en el siglo XX, siendo incorporado en diversas teorías fundamentales.

La superficie terrestre es un campo de fuerzas cuyas líneas de acción señalan en cada punto de la Tierra una dirección Norte–Sur,  conocida como meridiano magnético. Esta línea de fuerzas es la que nos señala la aguja de una brújula. Los meridianos magnéticos no son círculos máximos de la esfera, sino curvas, en ocasiones muy irregulares, que concurren en los polos magnéticos. Como los polos magnéticos no coinciden con los geográficos, es importante determinar una magnitud que los relacione. El ángulo que existe entre la dirección que marca el Norte geográfico, que podemos determinar, por ejemplo, por la observación a la estrella Polar, y la dirección del Norte magnético, que determinamos mediante una brújula, se denomina declinación magnética.  El problema es que los polos magnéticos cambian constantemente de posición, lo que hace que la declinación varíe con el tiempo.

En un cierto momento en el tiempo, si unimos todos los puntos que tienen igual declinación, obtendremos una curva irregular llamada isógona. La línea que une los puntos de declinación nula, se denomina línea ágona, línea que separa los puntos de declinación occidental, es decir, en los que el Norte magnético está al oeste del geográfico, y los puntos de declinación oriental, que sería el caso contrario. Esta línea ágona, ya fue observada por Colón en sus viajes a América. En aquella época, el Polo magnético se encontraba al Este del geográfico, y los marinos decían que las “agujas apuntaban al norte” hasta llegar a un cierto punto, donde la tendencia cambiaba. De esta manera explicaba Colón a los Reyes Católicos lo que ocurría al atravesar esta línea. De hecho fue esta línea la que el Papa Alejandro VI propuso como límite para repartir entre España y Portugal, las tierras descubiertas del Nuevo Mundo, en el Tratado de Tordesillas

La Tierra se comporta como un enorme imán. El físico y filósofo natural inglés William Gilbert fue el primero que señaló esta similitud en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El magnetismo de la Tierra es el resultado de una dinámica debida a que su núcleo de hierro no es sólido (esto es algo que todavía está por demostrar). Por otra parte, en la superficie terrestre y en la atmósfera se generan diversas corrientes eléctricas producidas por diversas causas, además de un intercambio constante de electricidad entre la Tierra y el aire. La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran continuamente notables cambios. Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.

Se conocen tres sistemas eléctricos generados por procesos naturales. Uno está en la atmósfera; otro está en el interior de la Tierra, fluyendo paralelo a la superficie; y un tercero fluye en vertical, trasladando carga eléctrica entre la atmósfera y la Tierra. La electricidad atmosférica es el resultado de la ionización de la atmósfera por la radiación solar y a partir del movimiento de nubes de iones. Estas nubes son desplazadas por mareas atmosféricas, que se producen por la atracción del Sol y la Luna sobre la atmósfera. Suben y bajan a diario, como ocurre en el mar. La ionosfera constituye una capa esférica casi perfectamente conductora. Las corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente eléctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, además de una serie de circuitos más pequeños cerca de los polos. La superficie de la Tierra tiene carga eléctrica negativa, que se agotaría con rapidez si no se repusiera de alguna forma. Para esta función se ha observado un flujo de electricidad positiva que se mueve hacia abajo desde la atmósfera hacia la Tierra a causa de la carga negativa de la Tierra, que atrae iones positivos de la atmósfera. Al parecer, la carga negativa se traslada a la Tierra durante las tormentas y el flujo descendente de corriente positiva durante el buen tiempo se contrarresta con el regreso de la corriente positiva desde zonas de la Tierra en donde hay tormentas.

Es un enigma que el eje magnético de la Tierra esté cerca de su eje de rotación, ya que los polos magnéticos, donde la fuerza magnética apunta directamente hacia abajo, están muy cercanos a los polos geográficos. William Gilbert vio esto como una evidencia de  que la rotación y el magnetismo provenían de la misma causa.  Gilbert creía que la Tierra giraba debido a que era magnética. Pero P.M. Blackett, que ganó el Premio Nobel en 1948 por su trabajo sobre los rayos cósmicos, consideraba seriamente la posibilidad contraria, que la Tierra era magnética debido a que giraba alrededor de su eje. En un tiempo, Blackett sugirió que quizás existía un nuevo fenómeno universal, que cualquier objeto girando estaba intrínsecamente magnetizado. Al principio esto no pareció una mala idea. Los electrones y protones, por ejemplo, tienen un giro («spin») intrínseco que les proporciona propiedades parecidas a les de un objeto sólido girando, y también tienen una magnetización intrínseca, que los convierte en diminutos imanes, alineados con sus ejes de giro. Pero en los materiales normales estos imanes atómicos apuntan en todas las direcciones posibles, con lo que sus efectos se contrarrestan. Pero en lo concerniente a la Tierra, las suposiciones de Blackett eran erróneas. Los experimentos con objetos girando, que por esta teoría deberían producir una magnetización medible, mostraron que no la tenían. Posteriores observaciones también mostraron que durante las últimas decenas de millones de años, la polaridad magnética de la Tierra se invirtió varias veces, algo que no permitiría la predicción de Blackett.

La forma de propagarse las ondas sísmicas parece indicar que la Tierra tiene en el centro un núcleo líquido (¿o gaseoso?) denso, que ocupa la mitad del radio terrestre, y dentro de este un núcleo interno sólido. Se cree, aunque no está confirmado, que su centro está constituido de hierro fundido, posiblemente mezclado con níquel y azufre. La densidad aparenta ser la adecuada, y el hierro, que de entre todos los elementos es el que tiene el núcleo más estable, abunda en el universo. La energía del magnetismo terrestre parece provenir de los movimientos de flujo en el centro de la Tierra, de movimientos circulatorios que ayudan a liberar el calor producido. De forma similar, nuestro tiempo atmosférico está dirigido por los flujos de aire circulantes que ayudan a mantener fresco el suelo, donde se absorbe mucha de la luz solar. Los científicos no están seguros de lo que proporciona el calor en el centro de la Tierra. Quizá provenga de algo del hierro que se solidifica y se une al núcleo central, quizá esté generado por la radioactividad, como el calor que se genera en la corteza terrestre, o quizás, según la teoría de la Tierra hueca, provenga de un sol central. Los flujos son muy lentos y la energía implicada es solo una pequeña parte del total de la energía térmica contenida en el centro.

Un imán suspendido horizontalmente adopta una posición tal que uno de sus extremos apunta aproximadamente hacia el polo norte geográfico. Este extremo se llama polo norte del imán; el opuesto se denomina polo sur. Los polos del mismo nombre de dos imanes se repelen y los de nombre contrario se atraen. El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y, como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre, que está en las proximidades del polo norte geográfico. Sin embargo, la brújula indica cuál es la dirección de la línea geográfica Norte-Sur sólo de un modo aproximado. Los polos norte y sur geográficos son los dos puntos donde el eje de rotación de la Tierra corta a la superficie terrestre. Normalmente, la aguja de la brújula se desvía hacia el Este o hacia el Oeste del norte geográfico. Este ángulo de desviación se denomina declinación.

Una aguja magnética suspendida por su centro de gravedad no se mantiene en posición horizontal, ya que el extremo que señala al Norte se inclina hacia el suelo en el hemisferio septentrional, y lo mismo hace el extremo que señala al Sur, en el hemisferio meridional. Este ángulo de desviación de la aguja respecto de la horizontal se llama inclinación magnética. El valor de la inclinación, al igual que el de la declinación, es diferente de un punto a otro de la superficie de la Tierra. El campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad, que se mide en gauss. El campo magnético terrestre es bastante débil, del orden de 0,3 gauss en las proximidades del ecuador y de 0,7 gauss en las regiones polares.

Hay dos modos de producir un campo magnético: por medio de un cuerpo imanado o a través de una corriente eléctrica. Antiguamente, se creía que el magnetismo terrestre estaba originado por un gigantesco imán situado dentro de la Tierra. Ciertamente, la Tierra contiene yacimientos de minerales de hierro y se cree que su núcleo está compuesto por hierro y níquel, sustancias altamente magnéticas. Si este núcleo, cuyo radio excede de los 3.400 km, es un imán permanente, el campo magnético terrestre puede muy bien ser atribuido al mismo. Sin embargo, las sustancias ferromagnéticas, como el hierro y el níquel, pierden su magnetismo por encima de 770 °C para el hierro y de 360 °C para el níquel. Como la temperatura del núcleo es superior a estos valores, ya que se supone que supera los 2.000º C, ni el níquel ni el hierro pueden conservar su ferromagnetismo. Por esta razón el núcleo terrestre no puede ser un imán permanente. Otras teorías, posteriores a la de la imanación permanente, están basadas en la rotación de cargas eléctricas.

Los estudios permanentes que se realizan demuestran que el campo magnético terrestre no es constante, sino que cambia continuamente. Hay una variación pequeña y bastante regular de un día a otro. Pero algunos días se producen perturbaciones mucho mayores, que son  llamadas tormentas magnéticas, y que son generadas por corrientes eléctricas que tienen lugar en las capas superiores de la atmósfera. A unos cuantos centenares de kilómetros por encima de la superficie terrestre existe una zona llamada ionosfera, en la que hay electrones libres arrancados a los átomos de oxígeno y nitrógeno por la radiación solar. Las partículas cargadas positiva y negativamente (iones y electrones) hacen que el aire en la ionosfera sea un conductor eléctrico. Estas corrientes eléctricas de la ionosfera originan campos magnéticos que causan variaciones transitorias del campo magnético terrestre.

Las variaciones temporales del campo magnético terrestre, en periodos tan largos que sólo se aprecian al comparar valores medios anuales durante varios años, reciben el nombre de variación secular. Un fenómeno de la variación secular hace referencia a que la distribución del campo geomagnético se mueve lentamente hacia el Oeste. A la velocidad estimada, la distribución del campo daría la vuelta completa a la Tierra en unos 2.000 años. A diferencia de las tempestades magnéticas, que ocurren por causas externas, las anomalías a largo plazo y su orientación hacia el Oeste se deben a causas localizadas en el interior de la Tierra. Los cambios internos tienen lugar de modo muy lento y abarcan hasta millares de millones de años. En comparación, dos mil años es, pues, un tiempo muy corto. Este elemento constituye una de las claves fundamentales en el estudio del magnetismo terrestre.

El paleomagnetismo es la ciencia qué estudia el magnetismo de la Tierra desde la antigüedad. Su fundamento es la propiedad que tienen ciertas rocas en las que existen granos de minerales magnéticos, como la magnetita, de adquirir una imanación inducida por el campo magnético terrestre y en su misma dirección. Cada grano de magnetita se convierte así en un pequeño imán. Una roca que contenga este mineral tendrá una imanación que será la suma de la de todos sus pequeños granos de magnetita. Esta imanación tiene la propiedad de que, aunque cambie después la dirección del campo magnético terrestre, ella permanece inalterada y se conserva constante. El estudio de la imanación de rocas antiguas permite conocer la dirección que tuvo el campo magnético terrestre en otras épocas.

La magnetosfera es una región alrededor de un planeta en la que el campo magnético de éste desvía la mayor parte del viento solar,  formando un escudo protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol. La magnetosfera terrestre no es única en el Sistema Solar y todos los planetas con campo magnético, Mercurio, Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno poseen una magnetosfera propia. En cambio, Ganimedes, satélite de Júpiter, tiene un campo magnético demasiado débil para atrapar el plasma del viento solar, mientras que Marte tiene una muy débil magnetización superficial sin magnetosfera exterior. Las partículas del viento solar que son detenidas forman los cinturones de Van Allen. En los polos magnéticos, las zonas en las que las líneas del campo magnético terrestre penetran en su interior, parte de las partículas cargadas son conducidas sobre la alta atmósfera produciendo, según se cree,  las auroras boreales o australes. Tales fenómenos han sido también observados en Júpiter y Saturno.

La magnetosfera se extiende entre 500 y 60.000 km, y contiene gran parte de la exosfera, que  se extiende entre los 700 y los 10.000 km, conformando la parte más externa y amplia de la atmósfera terrestre. La magnetosfera interacciona con el viento solar en una región denominada magnetopausa,  que se encuentra a unos 60.000 km de la Tierra en la dirección Tierra-Sol y a mucha mayor distancia en la dirección opuesta. Por delante de la magnetopausa se encuentra la superficie de choque entre el viento solar y el campo magnético. En esta región el plasma solar se frena rápidamente antes de ser desviado por el resto de la magnetosfera. Las partículas cargadas del viento solar son arrastradas por el campo magnético sobre los polos magnéticos dando lugar a la formación de auroras polares, boreales en el hemisferio norte y australes en el hemisferio sur. En el lado no iluminado las líneas de campo se deforman y alargan arrastradas por el viento solar alcanzando un tamaño de 300.000 km en la dirección opuesta al Sol.

A unos pocos millares de km de la superficie terrestre se encuentra una región en el ecuador magnético en el que muchas de las partículas cargadas son atrapadas y aceleradas formando los cinturones de Van Allen o cinturones de radiación. Tal como hemos indicado, los cinturones de Van Allen son ciertas zonas de la magnetosfera terrestre donde se concentran las partículas cargadas. Son llamados así en honor de su descubridor James Van Allen, que los descubrió  gracias al lanzamiento del satélite estadounidense Explorer 1. James Alfred Van Allen fue un físico estadounidense, profesor y director del Instituto de Física de la Universidad de Iowa desde 1951, que llevó a cabo investigaciones sobre física nuclear, sobre los rayos cósmicos y sobre la física atmosférica. Descubrió la existencia de dos zonas de radiación de alta energía que circundan la Tierra, llamadas en su honor cinturones de Van Allen, cuyo origen se halla probablemente en las interacciones del viento solar y de los rayos cósmicos con los átomos constituyentes de la atmósfera.

Estos cinturones son áreas en forma de anillo de superficie toroidal en las que gran cantidad de protones y electrones se están moviendo en espiral entre los polos magnéticos del planeta, y se estructura en dos cinturones: uno interior y otro exterior. El cinturón interior está a unos 1.000 km por encima de la superficie de la Tierra y se extiende hasta más de 5.000 km; por su parte, el cinturón exterior se extiende desde aproximadamente 15.000 km hasta los 20.000 km. Este cinturón exterior en concreto, no afecta a satélites de órbitas altas/medias como pueden ser los geoestacionarios situados en torno a 35.000 km de altitud. Los satélites de órbita baja, deben buscar un compromiso entre la conveniencia de emplear una altitud considerable para evitar la resistencia residual de la alta atmósfera, que acorta la vida útil del satélite, y la necesidad de estar por debajo de los 1.000 km para no sufrir largas permanencias en los cinturones de radiación ni atravesar áreas de elevada intensidad, muy perjudiciales para dichos satélites. Una región del cinturón interior, conocida como Anomalía del Atlántico Sur se extiende hasta órbitas bajas y es peligrosa para las naves y satélites artificiales que la atraviesen, pues tanto los equipos electrónicos como los seres humanos pueden verse perjudicados por la radiación. Estos cinturones de radiación se originan debido al intenso campo magnético de la Tierra, causado a su vez por la rotación de ésta. Dicho campo atrapa partículas cargadas (llamadas plasma) provenientes del sol (viento solar), así como partículas cargadas que se generan por interacción de la atmósfera terrestre con la radiación cósmica y la radiación solar de alta energía.

Algunos científicos piensan que sin la magnetosfera la Tierra habría perdido en el espacio la mayoría del agua de la atmósfera y los océanos, debido al impacto de partículas energéticas que disociarían los átomos de hidrógeno y oxígeno permitiendo escapar los ligeros átomos de hidrógeno, por lo que el planeta se parecería mucho más a Marte. Se estima que este pudo ser un factor importante en la pérdida de agua de la atmósfera primitiva Marciana. Está capa magnética evita que las oleadas de radiación ultravioleta atraviesen nuestra atmósfera, sin descartar que algunas de ellas llegan a penetrar y provocar auroras boreal en los cielos de los polos norte y sur de la tierra. La magnetosfera terrestre fue descubierta en 1958 por el satélite estadounidense Explorer I. Antes de ello se conocían algunos efectos magnéticos en el espacio ya que las erupciones solares producían en ocasiones tormentas magnéticas en la Tierra detectables por medio de ondas de radio. Nadie sabía sin embargo cómo o por qué se producían estas corrientes y también era desconocido el viento solar. Antes de esto, los científicos sabían que fluía la corriente eléctrica en el espacio, debido a las erupciones solares. No se sabía, sin embargo, cuando esas corrientes fluían y por qué. En agosto y septiembre de 1958, se llevó a cabo el Proyecto Argus para probar una teoría sobre la formación de los cinturones de radiación y su utilización como un arma bélica. En 1959 Thomas Gold propuso el nombre de la magnetosfera, cuando escribió: «La región por encima de la ionosfera, en la que el campo magnético de la tierra, predomina sobre las corrientes de gas y partículas rápidas cargadas, se sabe que se extiende en un distancia del orden de 10 radios terrestres, por lo que podría ser llamada apropiadamente como magnetosfera”.

Una brújula apunta en la dirección Sur-Norte por tratarse de una aguja imantada inmersa en el campo magnético terrestre: desde este punto de vista, la Tierra se comporta como un imán gigantesco y tiene polos magnéticos, los cuales, en la actualidad, no coinciden con los polos geográficos. El Polo Sur Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación. El polo Sur magnético está desplazándose por la zona norte canadiense en dirección hacia el norte de Alaska. El campo magnético de la Tierra varía en el curso de las eras geológicas, que es lo que se denomina variación secular. Según se ha comprobado por análisis de los estratos al considerar que los átomos de hierro contenidos tienden a alinearse con el campo magnético terrestre. La dirección del campo magnético queda registrada en la orientación de los dominios magnéticos de las rocas y el ligero magnetismo resultante se puede medir.

Midiendo el magnetismo de rocas situadas en estratos formados en periodos geológicos distintos se elaboraron mapas del campo magnético terrestre en diversas eras. Estos mapas muestran que ha habido épocas en que el campo magnético terrestre se ha reducido a cero para luego invertirse. Durante los últimos cinco millones de años se han producido numerosas inversiones. Pero no se puede predecir cuándo ocurrirá la siguiente inversión porque la secuencia no es regular. Ciertas mediciones recientes muestran una reducción del 5% en la intensidad del campo magnético en los últimos 100 años, hecho que ha estimado que el campo magnético terrestre prácticamente desaparecerá dentro de unos 1500 años aproximadamente. En la Anomalía del Atlántico Sur, la fuerza del campo magnético está disminuyendo diez veces más rápido que en otros lugares

Sin embargo, a pesar de lo indicado anteriormente, nuestro campo magnético es uno de los enigmas menos comprendidos. Alian Cox, en un artículo titulado “Reversiones geomagnéticas” publicado en la revista Science en 1969, afirmaba: “Existe una incómoda falta de teorías que expliquen el actual campo magnético”. Y sorprendentemente esta falta de ideas al respecto apenas ha cambiado. Dado que nuestro planeta rota, el magnetismo es inducido de una manera muy similar a la inducción por el flujo de una corriente eléctrica a través de una bobina de alambre. En resumen, la Tierra es una dínamo gigantesca con un polo norte y otro sur. ¡Pero esto es todo lo que se sabe! Las reversiones de la polaridad suelen ocurrir y los geólogos lo han comprobado. Sucede aproximadamente cada 11.500 años, pero nadie sabe la razón.

Curiosamente nuestros antepasados habían hallado una teoría sobre los campos magnéticos del Sol. En su libro “Las profecías mayas”, Cotterell describe esta teoría y presenta los cálculos mayas de las reversiones en el campo magnético del Sol, estableciendo que al cabo de miles de años se produce una gran y catastrófica reversión. Cuando eso sucede, enormes llamas solares escapan del Sol y caen sobre los polos de la Tierra. El campo magnético de la Tierra se revierte y por lo tanto nuestro planeta empieza a girar en sentido contrario, convirtiéndose el polo norte en el sur y viceversa. Lo ha leído correctamente, ¡La Tierra comenzará a girar en sentido contrario y los polos se revertirán!  Es evidente que un desastre mundial de estas proporciones sería catastrófico y afectaría a toda la población de la Tierra. Europa volvería  a una nueva era glacial y se tornaría prácticamente inhabitable, pues la corriente del Golfo habría desaparecido. América del Norte desaparecería bajo kilómetros de hielo en el nuevo Polo Sur, tal como ocurrió con la Atlántida, que creemos era la actual Antártida.

El profesor Charles Hapgood, en su libro “La senda del Polo Sur”, escribe: “He hallado evidencia de tres posiciones diferentes del Polo Norte, recientemente. Durante la última glaciación de América del Norte, el polo parece haber estado ubicado en la bahía de Hudson, aproximadamente a 60° de latitud Norte y a 83° de longitud Oeste. Parece ser que se corrió a su sitio actual en medio del Océano Ártico, hace unos 12.000 años. Los métodos para obtener datos sobre la radiación, también nos sugieren que el polo llegó a la bahía de Hudson hace unos 50.000 años; antes de esa fecha, se encontraba ubicado en el Mar de Groenlandia, aproximadamente a 73° de latitud Norte ya 10° de longitud Este. Treinta mil años antes, es probable que el polo haya estado en el distrito del Yukón en Canadá. Si el Polo Norte cambia, el Polo Sur cambia también”. Y añade lo siguiente: “Una poderosa confirmación de otro de los corolarios de un polo emplazado en la bahía de Hudson, proviene de la Antártida. Con un Polo Norte a 60° de latitud Norte y 83° de longitud Oeste, el Polo Sur correspondiente habría estado ubicado a 60° Sur y 97° Este en el océano que baña las costas de Mac-Robertson en la tierra de la Reina Maud, en la Antártida. Esto colocaría al Polo Sur unas siete veces más lejos del casquete del Mar de Ross en la Antártida, de lo que está ahora. Cabe esperar, entonces, que el Mar de Ross no se haya helado en esa época”.

Si a la precesión equinoccial, que implica un desplazamiento de la corteza terrestre, le añadimos las reversiones magnéticas, habremos hallado el culpable de las catástrofes cíclicas. Estas elevan islas y montañas hacia el cielo, provocando extinciones a una escala gigantesca. Y también es innegable que existe un vínculo entre las eras glaciales y las reversiones magnéticas. En la Tierra, el registro de las inversiones del campo magnético queda preservado en las rocas magnéticas que yacen en el fondo del suelo marino. Primero, el magnetismo preservado en estas rocas apunta hacia una dirección y, luego, en dirección opuesta, lo cual da al suelo del océano una apariencia de franjas (desde el punto de vista magnético). Esto significa que muchas veces, en el pasado, el polo norte ha pasado a ser el polo sur y viceversa. Debido a que nadie sabe cuánto tiempo puede tardar este proceso, ¡tampoco se sabe si esto podría suceder de un día a otro, o si tardará cientos de años! A lo largo del tiempo, los polos derivan sobre la superficie de la Tierra.

La opinión científica se encuentra dividida al tratar de explicar qué causa la reversión geomagnética. Muchos científicos creen que la reversión es un aspecto inherente de la hipótesis de la dínamo de cómo el campo geomagnético es generado. En simulaciones por ordenador, se observa que las líneas de campo magnético pueden algunas veces entrelazarse e incluso desorganizarse por los movimientos caóticos del metal líquido del núcleo externo. En algunas simulaciones, esto conduce a una inestabilidad en la cual el campo magnético se invierte espontáneamente a la orientación contraria. Este argumento es respaldado por las observaciones del campo magnético solar, el cual experimenta reversiones espontáneas cada 7-15 años. Sin embargo, en el caso del Sol, se observa que la intensidad magnética solar se incrementa demasiado durante una reversión, mientras que en el caso de la Tierra, las reversiones parecen ocurrir durante una disminución en la fuerza del campo magnético.

Las reversiones pasadas del campo geomagnético pueden ser y han sido registradas en minerales ferromagnéticos congelados o depósitos sedimentarios de flujos volcánicos enfriados en la tierra, originalmente. No obstante, el registro de pasadas reversiones geomagnéticas fue advertido primero al observar las «anomalías» de las bandas magnéticas en el fondo del océano. Dado que el fondo del mar se extiende con una tasa más o menos constante, esto tiene como resultado la aparición de franjas anchamente evidentes de que la polaridad pasada del campo puede ser inferida al mirar los datos reunidos por el simple arrastre de un magnetómetro por el lecho marino.  Asimismo, la gran mayoría de las rocas sedimentarias incorporan delgadas cantidades de minerales enriquecidos con hierro, cuya orientación es influenciada por el ambiente magnético bajo el cual se formaron. Bajo condiciones favorables, es así posible extraer información de las variaciones del campo magnético en muchas rocas sedimentarias. Sin embargo, al quedar sepultadas, pueden borrarse las evidencias del campo magnético original.

Un largo período durante el cual no hubo reversión de los polos magnéticos, fue el Cretáceo Largo que duró cerca de 120 a 83 millones de años. La zona jurásica es una sección del fondo marino que esta completamente desprovista de bandas magnéticas, que pueden ser detectables en otra parte. Esto podría significar que hubo un período largo de estabilidad polar durante el período jurásico, de manera semejante al Cretáceo. Otra posibilidad, es que como esta área es la más vieja del fondo marino, cualquier magnetización, que haya existido se degradase completamente. Estas zonas existen en los márgenes continentales del Océano Atlántico así como en parte del Pacífico Occidental (tal como en la Fosa de las Marianas). Otro largo período en el cual no hubo reversión de los polos magnéticos fue entre el Carbonífero y el  final del Pérmico. En la actualidad, el campo magnético en general se ha debilitado de tal manera que, de continuar, ocasione que el campo se desplome temporalmente hacia el año 3000 o 4000. La anomalía del Atlántico Sur se cree que es producto de ello. El fuerte deterioro corresponde a un descenso en un 10 a un 15% sobre los últimos 150 años, y se ha acelerado en los últimos años.

No se sabe si el decaimiento del campo continuará en el futuro. Dado que históricamente no ha sido observada ninguna reversión magnética y el mecanismo de la generación de éste no está del todo comprendido, es difícil predecir cuales son las características del campo magnético que conducirán a dicha reversión. Algunos especulan que una gran disminución del campo magnético, durante un período de reversión, expondrá a la superficie de la tierra a un sustancial y potencial incremento de radiación cósmica. No obstante, el Homo erectus y sus ancestros han sobrevivido a muchas reversiones previas. No hay evidencia de que una reversión del campo magnético haya causado cualquier extinción biológica. Una posible explicación es que el viento solar puede inducir un campo magnético suficiente, en la ionósfera de la Tierra,  para protegerla de las partículas altamente energéticas, aún en ausencia del campo magnético normal del planeta. El polo norte magnético de la tierra se está desplazando de Canadá hacia Siberia con una tasa de 10 km por año al comienzo del siglo XX llegando a 40 km por año en el 2003. Se desconoce si este deslizamiento continuará acelerándose. Aunque la inspección de las reversiones ocurridas en el pasado no implican extinciones biológicas, la sociedad actual con su dependencia de la electricidad y sus efectos electromagnéticos, tales como las comunicaciones vía satélite, puede ser vulnerables a los efectos de una completa reversión de los campos magnéticos.

La historia geológica de la Tierra es como un libro abierto. Según la información geológica puede afirmarse que en los últimos 4.5 millones de años la Tierra ha sufrido, por lo menos, catorce inversiones de sus polos magnéticos. Para llegar a estas conclusiones los científicos investigan las capas geológicas donde existen sedimentos correspondientes a las distintas edades del planeta. Lo que en la antigüedad fue lava todavía contiene minerales que conservan su alineación magnética original, que puede medirse con el uso del radio carbono. De esta manera podemos saber que la última inversión de los polos magnéticos ocurrió en el año 13.200 a.C, curiosamente en una época próxima al hundimiento de la Atlántida y al  Diluvio.  Nuestro planeta alterna su polaridad cada vez que completa un ciclo. Debido a ello, unas veces los polos magnéticos de la Tierra están alineados como actualmente y en otras están invertidos. Esto tiene que ver con el sentido  en que rota la Tierra alrededor de su eje. Asimismo, la velocidad de rotación es variable y ello produce que los campos magnéticos se manifiesten con mayor o menor intensidad. A más velocidad de rotación corresponde un campo magnético más fuerte, mientras que a menor velocidad corresponde un campo magnético más débil.

En el ciclo actual, el punto de máxima intensidad del campo magnético se alcanzó hace unos 2.000 años, mientras que en nuestros días la Tierra gira más lentamente, por lo que el campo magnético ha venido debilitándose en progresión geométrica. La paradoja es que ahora nuestros días son más largos y, sin embargo, sentimos que el tiempo se acorta porque la forma como lo percibimos depende de otro factor que es la alineación de nuestras células con el pulso de la Tierra, también conocido como Frecuencia o Resonancia Schumann, que ha venido acelerándose. En 1952, el físico alemán W.O. Schumann observó que la Tierra esta rodeada por un poderoso campo electromagnético que se forma entre el suelo y la parte inferior de la ionosfera, situada a unos 100 km de altura. Ese campo posee una resonancia, del que proviene el nombre de resonancia Schumann,  más o menos constante y con un valor de 7,83 pulsaciones por segundo. Funciona como si fuera un marcapasos, responsable del equilibrio de la biosfera, que es común a todas las formas de vida. Curiosamente también se ha comprobado que todos los vertebrados y nuestro cerebro están funcionando a  esa misma frecuencia de 7,83 pulsaciones por segundo. Y se ha podido constatar que nuestra salud solo es buena si estamos en esta frecuencia biológica natural.

Una de las comprobaciones que se han podido hacer es la relacionada con los astronautas. Cuando efectuaban viajes espaciales y quedaban fuera de la resonancia Schumann, enfermaban. Pero sometidos a la acción de un «simulador Schumann» recuperaban el equilibrio y la salud. Una de las preguntas del millón es que pasará en el año 2012 con respecto a esta frecuencia.  La fuente de esta actividad de la atmósfera es el sol, que convierte el hidrógeno en helio, que es el causante del viento solar. Este viento solar transporta partículas muy cargadas por el espacio, algunas de los cuales se recogen en la magnetosfera de la Tierra y producen estas ondas vibratorias de nuestro planeta. Alrededor del 2012, el sol sufrirá una tormenta electromagnética muy fuerte, tal como recogen informes de la NASA.  Pero se sabe que en el pasado ya hubo otras tormentas solares.  Sin embargo, todo parece indicar que esta vez la situación es diferente.  Si bien en el pasado hubo grandes tormentas, la frecuencia Schuman era baja, mientras que en el 2012 se especula que la frecuencia puede estar entre 11 y 13 pulsaciones por segundo, por lo que esta nueva tormenta puede afectar nuestro magnetismo de una manera para la que no se tienen precedentes históricos conocidos.

Si utilizamos una escala de 1 a 10, siendo 10 la medida de magnetismo más fuerte, en 1.996 estábamos en 1.5 y ahora nos encontramos por debajo de 1. Este indicador nos muestra que estamos en la antesala de una inversión de los polos magnéticos que, según algunos expertos, ocurrirá antes de finalizar el año 2012. Por lo pronto la Tierra seguirá rotando alrededor de sí misma cada vez más lentamente hasta que llegue el momento en que se quedará inmóvil. Permaneceremos en un estado nulo de magnetismo por aproximadamente tres días y luego nuestro planeta comenzará a girar en sentido contrario. Al girar en movimiento inverso donde antes quedaba el polo norte magnético, ahora estará el polo sur, y donde estaba antes el polo sur magnético, tendremos ahora el polo norte. Hay que advertir que este cambio se da sólo a niveles electromagnéticos y que no se trata de que la Tierra vaya a dar físicamente un vuelco de 180 grados. Evidentemente esto no ha ocurrido en el año 2012, ya transcurrido, pero ello no implica que no pueda ocurrir pronto.

Durante los tres días en que la Tierra permaneciera inmóvil, la mitad del planeta quedaría de cara al sol y tendrá un día muy largo y la otra mitad observará una noche prolongada. Hay narraciones antiguas que relatan una experiencia similar, y que nos hacen sospechar que esta inversión polar se vivió en la Tierra en tiempos relativamente recientes. La Biblia cuenta que Josué «mandó parar el sol«. También papiros del antiguo Egipto narran que una vez hubo un día muy largo en el que el sol salió primero por occidente y se ocultó por oriente, y luego, sin que mediara la noche, salió por oriente y se ocultó por occidente. Desde los antípodas en el Perú se cuenta con el testimonio de los antiguos Incas quienes, por la misma época, experimentaron una noche muy larga en la que «no hubo amanecer por más de veinte horas«. Ver el artículo “Un día de 1588 a de C, ¿se detuvo el Sol?”. En medios esotéricos se afirma que los tres días en que la Tierra permanezca inmóvil serán los más sagrados que haya vivido el hombre desde su creación, comparándolos a los tres días que necesitó Jesús para resucitar y a los tres días que pasaba el iniciado en la Cámara del Rey, en la Gran Pirámide.

Tenemos a nuestra disposición, en la forma de registros de varios cientos de años y en archivos rusos, la historia de la exploración ártica que prueba que el polo norte magnético no es un punto, sino un círculo de aproximadamente 1.600 kilómetros. Esta exploración rusa en realidad cubre mucho más que sólo el geomagnetismo. Los navegantes en latitudes altas siempre tuvieron problemas con el extraño comportamiento de las brújulas magnéticas, causado por las aparentes irregularidades y asimetrías en el campo magnético de la tierra. Los primeros mapas magnéticos fueron creados basados en la suposición de que el polo norte magnético fuera un punto. Se esperaba que la aguja de la brújula, que baja cada vez más al acercarse al polo magnético, apuntara hacia abajo al llegar allí. Sin embargo, la información de muchas expediciones rusas y otras mostraban que la aguja apunta hacia abajo a lo largo de un gran trayecto que cruza el Océano Ártico, desde un punto en el noroeste de la Península Taimyr hasta otro en el Archipiélago Ártico.

Los polos, en términos de magnetismo, son un área muy extendida, que cruza la depresión polar de un continente al otro. En el caso del Polo Norte tiene una longitud de por lo menos 1.600 kilómetros y es probable que existan 1.600 kilómetros más como una línea difusa. Tal como se explica en los artículos “La Tierra, ¿es hueca y alberga un reino subterráneo?”,  no es un punto en el norte lejano sino el borde de la abertura polar, ya que después de pasarlo y entrar en la abertura que lleva al interior de la tierra, el Almirante Byrd dejó atrás el hielo y la nieve y entró en un territorio más cálido. Por lo tanto, cuando el Almirante Byrd o cualquier otro explorador ártico, que utilice una brújula magnética, diga que llego al polo, hace una afirmación muy confusa, ya que solamente puede decir que llegó a un punto, que puede estar en cualquier lado demostrable dentro de un área de 3.200 kilómetros, considerado el borde magnético de la abertura polar, donde la aguja señala hacia abajo.

Al no encontrar explicación para el comportamiento extraño de la brújula en la depresión polar, los teóricos recurrieron al espacio, la atmósfera superior  y al sol para explicar lo que les ocurre a los instrumentos. Entonces, decidieron que el polo es la interacción entre el campo magnético y las partículas cargadas, provenientes del sol. Es sabido que los polos magnéticos del norte y sur no coinciden con los polos geográficos, como ocurriría si la tierra fuera una esfera sólida, convexa en los polos. La razón de que los polos magnético y geográfico no coincidan es que, mientras el polo magnético está sobre y a lo largo del borde de la abertura polar, el geográfico está en el centro, en el aire, no en tierra sólida. El verdadero polo magnético y centro de gravedad no es un borde externo de la abertura polar, sino un punto en el centro de la corteza terrestre, que estará a 650 kilómetros de profundidad, y corre a lo largo de la abertura. Por esta razón, la aguja de la brújula sigue apuntado en sentido vertical hacia abajo cuando se pasa el borde de la abertura y se entra en ella. Sólo después de pasar el centro, la aguja apuntaría hacia arriba en vez de abajo. En ambos casos, después de llegar al borde de la abertura polar, la brújula ya no funciona en sentido horizontal como antes, sino vertical.

Todos los exploradores árticos que llegaron a latitudes tan elevadas hicieron la misma desconcertante observación. La única explicación viene de la concepción de la tierra hueca y las aberturas polares, con el polo magnético y el centro de gravedad en medio de la corteza terrestre y no en el centro geométrico. Como resultado, el agua del océano en el interior de la corteza se adhiere a la superficie interna al igual que a la externa. Podemos calcular que el polo magnético del polo y el centro de gravedad son una línea circular alrededor de la abertura polar, a aproximadamente 650 kilómetros de la superficie de la Tierra. La diferencia entre los polos geográficos  y la dirección a que apunta una brújula magnética, es decir el meridiano magnético de un lugar, se llama declinación. La primera observación se hizo en Londres en 1580 y mostró una declinación hacia el este de 11 grados. En 1815, alcanzaba los 24,3 grados hacia el oeste, como máximo. Esto significa un cambio de 35,5 grados en 235 años, equivalente a 3.416 kilómetros. El Polo Norte Magnético pasó de un punto a otro diametralmente opuesto, a 3.416 kilómetros de distancia, en 235 años. Por esta razón, el polo magnético y el geográfico no coinciden. El geográfico es una extensión del eje de la tierra, que está en el centro de la supuesta abertura polar, por lo que estaría en el espacio vacío. Por ello, ningún explorador podrá descubrirlo, ya que no está en tierra sólida.

En relación a este tema, aconsejo leer el artículo «El Sol, ¿por qué ha sido venerado y temido por distintas culturas?  1/2«