Ciencias planetarias: “¿Qué son las reversiones geomagnéticas y por qué suceden?”.

 

Mucho se está hablando de los desplazamientos en el eje geomagnético de la Tierra. Los efectos cíclicos de las reversiones geomagnéticas están relacionados con las glaciaciones y los cambios climáticos globales acaecidos en el pasado. De ahí que hablemos de paleoclima. No olvidemos que no estamos aislados del contexto cósmico que nos rodea, como si la Tierra estuviese absolutamente aislada de los eventos que suceden en el sistema solar, y éste permaneciera estático en sus posiciones a lo largo de las eras.

Recuperando registros de la hemeroteca científica sobre ciencias planetarias, podemos remontarnos a la etapa 1999-2000, en la que estas cuestiones eran claramente analizadas e investigadas con cierta naturalidad.

Seguidamente expondremos un debate que se abrió en una de las redes de difusión científica en abierto más antiguas de Internet: MadSci Network. 

En Enero de 2000, el entonces joven estudiante de grado en ciencias planetarias John W. Weiss, atendía y contestaba las consultas de otros estudiantes y profesores en una innovadora forma de aprendizaje continuo en el que unos y otros aprendían compartiendo respuestas y preguntas en los diferentes campos del conocimiento científico.

La pregunta que le fue formulada era: Do we know why the magnetic poles change? (¿Sabemos por qué cambian los polos magnéticos?).

La respuesta de Weiss es muy reveladora, al igual que su hipótesis que en aquél momento formulaba cuando contestaba con innegable humildad a la pregunta:

Citando a Weiss:

that’s a wonderful question, and I regret to say we don’t have a perfect answer yet (perhaps it’s a good thing: life would be boring if we knew all the answers already!).

The Earth’s magnetic field looks like a bar-magnet’s field. Unfortunately, while they look the same, they are totally different in origin. Our magnetic field is much more like an electromagnet than a bar magnet.

Y en efecto el campo magnético de la Tierra es un complejo electro-imán que se encuentra en dependencia de todas las variables endógenas (núcleo y capas)  y exógenas: (ionosfera, magnetosfera e interacción con el resto de los eventos cósmicos exteriores).

Siguiendo la hipótesis de Weiss, nuevamente citamos textualmente:

Then you think about it, this means there isn’t any really good reason why the Earth’s magnetic field should be constant. It’s easy to imagine that the fluid currents in the Earth might change in time. It’s especially easy when you understand that electrical currents are also forced to change direction by magnetic fields, even ones they themselves create. So a small irregularity in the motion in the Earth’s core could easily feed back on itself, build up, and eventually move the Earth’s field, causing it to reverse or even disappear.

Y en efecto, sabemos que la Tierra en el pasado de forma cíclica y continua ha ido experimentando diversas reversiones geomagnéticas tal y como ya expusimos en artículos anteriores. Por citar referencias recientes, en STV29022012 ya tratamos la cuestión en relación con los cambios climáticos y en concreto, las glaciaciones.

Si recuerdan en uno de los estudios citados en STV29022012 se relacionaban los ciclos climáticos con las anomalías orbitales de la Tierra en una sucesión histórica de órbitas excéntricas y reversiones geomagnéticas que coincidían con los períodos de glaciaciones recientes y diferencias en la duración de los solsticios y los equinocios.

Como pueden observar la oblicuidad del eje de la Tierra ha variado continuamente al menos en os últimos 500.000 años desde que se tiene constancia, oscilando entre los 22º de Inclinación y los 25º de inclinación. El efecto combinado de la reversión geomagnética con la excentricidad de la órbita hace pensar en una correlación lógica que no incide únicamente en el clima, sino también en la conformación de la corteza terrestre y la actividad volcánica y sísmica, como ya sabemos. Ver Martín-Chivelet, J. 2003. Cambio Global durante el Holoceno: La evolución reciente del  Sistema Tierra. En: Nieto, L. y Castro, J.M. (eds.), IV Jornadas de Geología  Ambiental: Cambios recientes en el Sistema Tierra, Universidad de Jaén.

Hubo que esperar a Junio de 2007, para que en el marco del IAGA (IAGA INTERNATIONAL ASSOCIATION OF GEOMAGNETISM AND AERONOMY), se abordaran estas cuestiones relacionadas con la denominada: Magnetic Anomaly Map ASV039, expuesta de la mano del Dr. Frank Stefani  

El Simposio que precísamente versaba sobre los cambios geomagnéticos de la Tierra, contaba con la presencia de expertos de reconocido prestigio procedentes de todo el globo, y en concreto:

Paola Rizzoli Chairperson.  President of the Scientific Program Committee  Usa.
Uri Shamir .President of International Union of Geodesy and  Geophysics, IUGG  Israel
Jo Ann Joselyn. Secretary General of International Union of  Geodesy and Geophysics, IUGG  Usa
Carl Christian. Tscherning Secretary-General IAG International Association of  Geodesy Denmark
Bengt Hultqvist .Secretary-General IAGA International Association of Geomagnetism and Aeronomy Sweden
Pierre Hubert. Secretary-General IAHS International Association  of Hydrological Sciences  France
Roland List Secretary-General IAMAS International Association of Meteorology and Atmospheric Sciences  Canada
Fred E. Camfield Secretary-General IAPSO International Association  for the Physical Sciences of the Oceans Usa
Peter Suhadolc Secretary-General IASPEI International Association of Seismology and Physics of the Earth’s Interior Italy
Steve McNutt Secretary-General IAVCEI International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior Us

En dicho simposio, se abordaron todas las cuestiones relativas a los cambios geomagnéticos de la Tierra en su relación con el cosmos, las series históricas y la composición interna, y en el documento que se enlaza aquí pueden estudiarse y leerse las líneas fundamentales de exposición de cada uno de los investigadores.

Destacamos:” Zonal westward movement of short-term variations of the observed geomagnetic field. consequences for core surface fluid flow morphology”. Ponencia presentada por el Dr. Crisan Demetrescu del Natural Fields Institute of Geodynamics, Bucharest, Romania IASPEI.

En el abstract de su presentación que citamos textualmente, podemos leer:

Variations of the geomagnetic field at interdecadal and centennial time-scales, of internal origin, are
isolated and their characteristics are discussed. Of particular interest is a 22-year variation, having
amplitudes of 20-100 nT and showing systematic phase differences between observatories, which is
significant in terms of secular variation at regional and local scale and in terms of ingredients of
geomagnetic jerks. The time-space evolution of the radial component of the ~22-year variation, as
appears from time-longitude diagrams in the time interval 1880-1990, indicates a westward zonal
movement of its maxima and minima, which can be interpreted in terms of zonal motion of the
nonaxisymmetric magnetic field at low latitudes at the core surface, either as vortices on top of a
westward equatorial jet of core fluid or as propagation of hydromagnetic waves with components
triggered by a direct action of solar activity on the geodynamo.

Estas fases revisten un especial interés, ya que servirían de base para la observación de la anomalía de las reversiones geomagnéticas.

El análisis de los equinocios y los solsticios, nos ayudará a entender los ciclos geomagnéticos y cósmicos y su relación causal.

Saquen sus propias conclusiones.

StarViewerTeam International 2012.

Bibliografía recomendada:

1.-Anomalías en relación con la Paleodinámica:

1. Preferred VGP Paths During Geomagnetic Polarity Reversals: Symmetry Considerations [PDF-433K]
Feb 2008
…geomagneticpolarity reversals:Symmetry considerations…saidto havevirtual geomagnetic poles(VGPs) confined…of the physicsof geomagneticreversals. We do not…volcanic records of geomagnetic reversals, Nature, 366…
[http://geomag.usgs.gov/downloads/publications/grl1998_…]
similar results

2.
Dependence of the duration of geomagnetic polarity reversals on site latitude
Clement, Bradford M., Nature, 428 (6983), p.637-640, Apr 2004
doi:10.1038/nature02459
…Dependence of the duration of geomagnetic polarity reversals on site latitude Bradford…is the duration of geomagnetic polarity reversals; that is, how long it…Dependence of the duration of geomagnetic polarity reversals on site latitude Bradford…
Published journal article available from   Nature Publishing Group
similar results

3.
Dependence of the duration of geomagnetic polarity reversals on site latitude.
Clement, Bradford M, Nature, 428 (6983), p.637-640, Apr 2004
…field–is the duration of geomagnetic polarity reversals;that is, how long it takes…low levels during polarity reversals, and the field direction progresses…the four most recent polarity reversals. These records yield an average…
MEDLINE/PubMed Citation on   MEDLINE
similar results

4.
Stochastic resonance in geomagnetic polarity reversals.
Consolini, Giuseppe / De Michelis, Paola, Physical review letters, 90 (5), p.058501, Feb 2003
…cooperative phenomena a peculiar relevance is played by stochastic resonance. In this paper we offer evidence that geomagnetic polarityreversals may be due to a stochastic resonance process. In detail, analyzing the distribution function P(tau) of…
MEDLINE/PubMed Citation on   MEDLINE
similar results

5.
Geomagnetic polarity reversals [2K]
Feb 2003
Geomagnetic polarity reversals Recognize reversals in places where we have extensive history of volcanism…of rocks have normal polarity half have reversed polarity Reversals are worldwide & restricted to specific times in the past…
[http://www.oberlin.edu/faculty/swojtal/SFWpage/161Stuf…]
similar results

6.
Stochastic Resonance in Geomagnetic Polarity Reversals
Consolini, Giuseppe / De Michelis, Paola, Physical Review Letters, 90 (5), Feb 2003
doi:10.1103/PhysRevLett.90.058501
Published journal article available from   American Physical Society
similar results

7.
Geomagnetic polarity reversals [2K]
Feb 2003
Slide 5 of 15 Geomagnetic polarity reversals Recognize reversals in places where we have extensive history of volcanism…rocks have normal polarity half have reversed polarity Reversals are worldwide & restricted to specific times in the…
[http://www.oberlin.edu/faculty/swojtal/SFWpage/161Stuf…]
similar results

8.
Evidence for dipolar fields during the Cobb Mountain geomagnetic polarity reversals
Clement, Bradford M., Nature, 358 (6385), p.405-407, Jul 1992
doi:10.1038/358405a0
…during the Cobb Mountain geomagnetic polarity reversals Bradford M. Clement Department…palaeomagnetic studies1–4 of geomagneticpolarity reversals have presented conflicting…during the Cobb Mountain geomagnetic polarity reversals Bradford M. Clement…
Published journal article available from   Nature Publishing Group
similar results

9.
Mechanism for geomagnetic polarity reversals
Gubbins, David, Nature, 326 (6109), p.167-169, Mar 1987
doi:10.1038/326167a0
…326167a0 Mechanism for geomagnetic polarity reversals David Gubbins Bullard…article: Mechanism for geomagnetic polarity reversals David Gubbins BACK TO…subject: Mechanism for geomagnetic polarity reversals Message: Top Nature ISSN…
Published journal article available from   Nature Publishing Group
similar results

10.
Waves and stationary patterns in the core and the interpretation of transition fields in geomagnetic polarity reversals
Hide, Raymond, Surveys in Geophysics, 17 (2), p.213-214, Mar 1996
doi:10.1007/BF01908681
Published journal article available from   Springer
similar results

2.-Anomalías en relación con el denominado “radiation belt”:

1. IAGA INTERNATIONAL ASSOCIATION OF GEOMAGNETISM AND AERONOMY… [PDF-8MB]
May 2011
…Perugia, Italy World Digital Magnetic Anomaly Map ASV039 Symposium (3863…Earth’s magnetic field reversals Dr. Frank Stefani MHD Department…known to undergo polarity reversals with a mean reversal rate…present. Typically, these reversals have an asymmetric, saw-toothed…
[http://www.iugg2007perugia.it/webbook/pdf/A.pdf]
similar results

2.
Program { ¶ [PDF-7MB]
Nov 2009
The Science Council of Japan and sixteen Japanese scientific societies will host IUGG2003, the XXIII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics.
[http://www.jamstec.go.jp/jamstec-e/iugg/htm/abstract/p…]
similar results

3.
IAGA INTERNATIONAL ASSOCIATION OF GEOMAGNETISM AND AERONOMY… [PDF-5MB]
Jun 2011
…Perugia, Italy World Digital Magnetic Anomaly Map ASV039 Symposium (3863…Earth’s magnetic field reversals Dr. Frank Stefani MHD Department…known to undergo polarity reversals with a mean reversal rate…present. Typically, these reversals have an asymmetric, saw-toothed…
[http://www.iugg2007perugia.it/iuggProc/A.pdf]
similar results

Telescopio en tiempo real al alcance de todos: CFHT Cloudcams

Presentamos una iniciativa en abierto para contemplar el cosmos. Un telescopio al alcance de todos: Podemos por primera vez contemplar el cielo desde el Canada-France-Hawaii Telescope. Desde aquí podemos observar y contemplar las estrellas y el amanecer. Los ciclos diarios quedan grabados en la webcam del CFHT.

Se requiere una conexión de alta velocidad para visualizar correctamente los ficheros de vídeo en tiempo real. La calidad es excepcional. Recomendamos su visualización y que guarden en favoritos este enlace:

http://www.cfht.hawaii.edu

StarViewerTeam International 2011.

Michio Kaku nos habla de los cambios que vienen.

¿Qué cambios vienen a la Tierra? Pocos son los que comparten con nosotros los cambios astrofísicos que nos esperan. En esta ocasión destacamos a Michio Kaku, que nos explica detalladamente por qué tenemos que abrir nuestras mentes al nuevo escenario astrofísico.

Seguidamente reproducimos su excelente ponencia en el marco del GCF de Enero de 2011.

StarViewerTeam International 2011.