Una importante alerta levantó a mediados de 2020 la Agencia Espacial Europea (ESA): el campo magnético de la Tierra se está debilitando gradualmente, en un área que se extiende desde África hasta Sudamérica, y está provocando problemas técnicos en los satélites que orbitan el planeta.
Previamente, el fenómeno había motivado también la atención de la NASA, que lo sigue de cerca desde que el instrumento Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) del satélite Suomi NPP lo detectara en 2017.
Los científicos están usando datos de la constelación Swarm (diseñados para identificar y medir con precisión las distintas señales magnéticas que conforman el campo magnético de la Tierra) para comprender mejor esta área, conocida como “anomalía del Atlántico Sur” (SAA, por su sigla en inglés).
El campo magnético es una fuerza dinámica que nos protege de la radiación cósmica y las partículas cargadas procedentes del Sol. En gran parte, es generado por el océano de hierro fundido supercaliente y turbulento que conforma el núcleo exterior de la Tierra, ubicado unos 3,000 kilómetros bajo nuestros pies.
También se ha demostrado que tiene movimientos dinámicos, ya que la posición del campo magnético del polo norte está hace un tiempo cambiando a gran velocidad.
Según la ESA, este campo magnético terrestre viene con una disminución paulatina y que lo tiene con una pérdida del 9 por ciento de su fuerza.
«Entre 1970 y 2020, la intensidad mínima del campo en esta zona descendió de alrededor de 24,000 a 22,000 nanoteslas, al tiempo que el área de la SAA ha aumentado y se ha desplazado hacia el oeste a un ritmo de unos 20 kilómetros al año. Además, en los últimos cinco años ha surgido un segundo centro de intensidad mínima al suroeste de África, lo que sugiere que la anomalía del Atlántico Sur podría estar dividiéndose en dos», sostiene el organismo.
Jürgen Matzka, del Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ), explica: “El nuevo mínimo oriental de la anomalía del Atlántico Sur lleva una década formándose, aunque en los últimos años se ha acelerado su desarrollo. Tenemos mucha suerte de contar con los satélites Swarm para investigar la evolución de esta anomalía. El reto ahora es entender los procesos en el núcleo terrestre que provocan estos cambios”.
Una de las especulaciones sobre estos cambios magnéticos, es que esto podría llevar a una inversión de los polos norte y sur, algo que ocurre aproximadamente cada 250,000 años.
La ESA plantea que la principal dificultad de este debilitamiento es que «los satélites y otras naves que sobrevuelen la zona experimenten fallos técnicos, dada la mayor debilidad del campo magnético en esa región, lo que permite que las partículas cargadas penetren hasta las altitudes de los satélites en órbita baja terrestre».
Esfuerzos de la NASA
Desde la detección de la SAA en 2017 , la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio la observa con cuidado, pues sus efectos pueden ir «mucho más allá de la superficie de la Tierra«.
Por ejemplo, la región puede ser peligrosa para los satélites que la atraviesan a baja altura. Si uno de ellos es impactado por un protón de alta energía, puede provocar un cortocircuito y un evento llamado «trastorno de evento único» (SEU).
«Esto puede hacer que la función del satélite falle temporalmente o cause daños permanentes si se golpea un componente clave. Para evitar la pérdida de instrumentos o de un satélite completo, los operadores suelen apagar los componentes no esenciales a medida que pasan por la SAA», ejemplificó.
La Estación Espacial Internacional (EEI) también pasa por allí y, si bien sus tripulantes no están riesgo, sí sufren los niveles de radiación más altos los instrumentos de la misión de Investigación de Dinámica del Ecosistema Global (GEDI), que recopilan datos desde el exterior de la plataforma.
«El SAA provoca ‘señales intermitentes’ en los detectores de GEDI y reinicia las placas de alimentación del instrumento una vez al mes», relató el científico Bryan Blair, investigador principal adjunto de la misión.
“Estos eventos no causan daño a GEDI. Las señales intermitentes del detector son raras en comparación con la cantidad de disparos láser, aproximadamente una señal en un millón de disparos, y el evento de reinicio provoca la pérdida de datos por un par de horas, pero solo ocurre una vez al mes más o menos”, agregó.
Utilizando dos décadas de datos del Explorador de Partículas Solares, Anómalas y Magnetosféricas (Sampex), la NASA determinó que la SAA se desplaza lenta pero constantemente hacia el noroeste.
Dirigido por la heliofísica Ashley Greeley como parte de su tesis doctoral, el estudio ayudó a confirmar los modelos creados a partir de mediciones geomagnéticas y mostraron cómo cambia la ubicación de la anomalía a medida que evoluciona el campo geomagnético.
«Los resultados, publicados en la revista Space Weather, también proporcionaron una imagen clara del tipo y la cantidad de radiación de partículas que reciben los satélites al pasar por la SAA, lo que enfatizó la necesidad de un monitoreo continuo», afirmó la NASA.
Entre otras aplicaciones, la investigación fue útil para la construcción de satélites, como el Low-Earth Orbit (LEO), cuyo diseño consideró sistemas para evitar que eventos como el descrito provoquen fallas o la pérdida del aparato.
La vigilancia de la SAA tiene por objetivo prevenir futuras amenazas a satélites e instrumentos, según explicó el matemático Andrew Tangborn, del Laboratorio de Geodinámica Planetaria de Goddard.
“Esto es similar a la elaboración de pronósticos meteorológicos, pero estamos trabajando con escalas de tiempo mucho más largas. Esa es la diferencia fundamental entre lo que hacemos en Goddard y la mayoría de los otros grupos de investigación que modelan cambios en el campo magnético de la Tierra», complementó.
*Actualizada el 18 de agosto de 2020 con investigaciones de la NASA
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