¿Por qué el campo magnético de la Tierra se "voltea" cada millón de años más o menos? Cualquiera sea la razón, o las razones, la forma en que fluye el hierro líquido del núcleo externo de la Tierra (sus corrientes, su estructura, sus ciclos a largo plazo) es importante, ya sea como causa, efecto o un poco de ambos.
El componente principal del campo de la Tierra, que define los polos magnéticos, es un dipolo generado por la convección de níquel-hierro fundido en el núcleo externo (el núcleo interno es sólido, por lo que su función es secundaria; recuerde que el núcleo de la Tierra está bien por encima de la temperatura de Curie, por lo que el hierro no es ferromagnético).
¿Pero qué hay de la estructura fina? ¿Tiene el núcleo externo el equivalente de las corrientes en chorro de la atmósfera de la Tierra, por ejemplo? Una investigación reciente realizada por un equipo de geofísicos en Japón arroja algo de luz sobre estas preguntas, y por lo tanto insinúa qué causa los volteos del polo magnético.
Sobre la imagen: Esta imagen muestra cómo una partícula imaginaria suspendida en el núcleo externo de hierro líquido de la Tierra tiende a fluir en zonas incluso cuando las condiciones en el geodinamo varían. Los colores representan la vorticidad o "cantidad de rotación" que experimenta esta partícula, donde el rojo significa flujo positivo (este-oeste) y el azul significa flujo negativo (oeste-este). De izquierda a derecha muestra cómo responde el flujo al aumento de los números de Rayleigh, que está asociado con el flujo impulsado por la flotabilidad. De arriba a abajo muestra cómo responde el flujo al aumento de las velocidades angulares de todo el sistema de geodinamo.
Los vientos de la corriente en chorro que rodean el globo y aquellos en las atmósferas de los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, etc.) son ejemplos de flujos zonales. “Una característica común de estos flujos zonales es que se generan espontáneamente en sistemas turbulentos. Debido a que se cree que el núcleo externo de la Tierra se encuentra en un estado turbulento, es posible que haya flujo zonal en el hierro líquido del núcleo externo ", dicen Akira Kageyama en la Universidad de Kobe y sus colegas, en su reciente artículo de Nature. El equipo encontró un patrón de flujo secundario cuando modelaron el geodinamo, que genera el campo magnético de la Tierra, para construir una imagen más detallada de la convección en el núcleo externo de la Tierra, un patrón de flujo secundario que consiste en columnas radiales en forma de láminas internas, rodeadas por el oeste. flujo zonal cilíndrico.
Este trabajo se llevó a cabo utilizando la supercomputadora Earth Simulator, con sede en Japón, que ofrecía una resolución espacial suficiente para determinar estos efectos secundarios. Kageyama y su equipo también confirmaron, usando un modelo numérico, que esta estructura de doble convección puede coexistir con la convección dominante que genera los polos norte y sur; Esta es una verificación de consistencia crítica en sus modelos. "Confirmamos numéricamente que la estructura de doble convección con tal flujo zonal es estable bajo un fuerte campo magnético dipolo autogenerado", escriben.
Este tipo de flujo zonal en el núcleo externo no se había visto antes en los modelos de geodinamo, debido en gran parte a la falta de resolución suficiente en los modelos anteriores. El papel que juegan estos flujos zonales en la inversión del campo magnético de la Tierra es un área de investigación en la que Kageyama y los resultados de su equipo ahora podrán ser perseguidos.
Fuentes: Physics World, basado en un artículo publicado en la edición del 11 de febrero de 2010 de Nature. Página de inicio de Earth Simulator
