El campo magnético terrestre existe desde hace al menos 3.700 millones de años
Geólogos encuentran en rocas de Groenlandia la huella más antigua del campo magnético terrestre, y confirman que era notablemente similar al que hoy rodea y protege a la Tierra.
Por la Universidad de Oxford
El escudo protector de la Tierra tiene una antigüedad de al menos 3.700 millones de años, según una nueva investigación. Imagen generada con DALL-E.
Un nuevo estudio, dirigido por científicos de la Universidad de Oxford y del MIT, en Estados Unidos, ha recuperado un registro del campo magnético de la Tierra de hace 3.700 millones de años y concluye que recuerda al campo que hoy rodea a nuestro planeta. Los hallazgos han sido hechos públicos en el Journal of Geophysical Research.
Sin su campo magnético, también llamado campo geomagnético, la vida en la Tierra no sería posible, ya que nos protege de la dañina radiación cósmica y de las partículas cargadas emitidas por el Sol, esto es, el conocido como viento solar. De hecho, este escudo se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el espacio, donde se encuentra con este a con el citado viento del Sol, que consiste mayormente en electrones, protones y partículas alfa.
Como curiosidad, cabe citar que cuando las partículas cargadas del Sol son atrapadas en el campo magnético terrestre y colisionan con moléculas en la atmósfera superior, se generan las auroras boreales y australes.
Pero ¿desde cuándo la Tierra cuenta con un campo magnético? Hasta ahora no existía una fecha fiable sobre cuándo se estableció por primera vez el campo magnético moderno.
Una intensidad de campo magnético de al menos 15 microteslas.
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron una secuencia antigua de rocas que contienen hierro de Isua, en Groenlandia. Las partículas de hierro actúan efectivamente como pequeños imanes que pueden registrar la intensidad y la dirección del campo magnético cuando el proceso de cristalización las fija en la roca.
Los investigadores descubrieron que rocas que datan de hace 3.700 millones de años capturaban una intensidad de campo magnético de al menos 15 microteslas, una cifra comparable a la del campo magnético moderno, que se sitúa en 30 microteslas.
Un ejemplo de la formación de bandas de hierro de 3.700 millones de años de antigüedad que se encuentra en la parte noreste del Isua Green Rock Belt, un cinturón de rocas verdes en el suroeste de Groenlandia, que data de hace entre 3.800 y 3.700 millones de años.
Estos resultados arrojan la estimación más antigua de la fuerza del campo magnético de la Tierra derivada de muestras de rocas completas, que proporcionan una evaluación más precisa y confiable que estudios anteriores en los que se emplearon cristales individuales.
"Extraer registros fiables de rocas tan antiguas es extremadamente difícil, y fue realmente emocionante ver cómo empezaban a surgir señales magnéticas primarias cuando analizamos estas muestras en el laboratorio—dice Claire Nichols, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford e investigadora principal del trabajo. Y añade—: Se trata de un paso muy importante para determinar el papel del antiguo campo magnético cuando surgió la vida en la Tierra".
El viento solar era mucho más fuerte en el pasado.
Aunque la intensidad del campo magnético parece haber permanecido relativamente constante, se sabe que el viento solar era mucho más fuerte en el pasado. Esto sugiere que la protección de la superficie terrestre frente al viento solar ha aumentado con el tiempo, lo que puede haber permitido a la vida trasladarse a los continentes y abandonar la protección de los océanos.
Como hemos avanzado, el campo magnético de la Tierra se genera por la mezcla del hierro fundido en el núcleo externo fluido, impulsado por fuerzas de flotación a medida que el núcleo interno se solidifica, lo que crea una dinamo. Durante los primeros años de formación de la Tierra, el núcleo interno sólido aún no se había formado, lo que dejaba abierta la cuestión de cómo se sostenía el campo magnético primitivo.
Estos nuevos resultados sugieren que el mecanismo que impulsaba la dínamo terrestre primitiva tenía una eficacia similar a la del proceso de solidificación que genera el campo magnético de la Tierra en la actualidad.
Comprender cómo ha variado la intensidad del campo magnético de la Tierra a lo largo del tiempo también es clave para determinar cuándo comenzó a formarse el núcleo sólido interno de la Tierra. Esto nos ayudará a comprender con qué rapidez se escapa el calor del interior profundo de la nuestro planeta, lo que es clave para entender procesos como la tectónica de placas.
Claire Nichols (izquierda) y Ben Weiss (derecha) recolectan, con ayuda de una perforadora, muestras de tocas de Isua para llevar a cabo análisis paleomagnéticos. Crédito: Claire Nichols.
Un desafío importante en la reconstrucción del campo magnético de la Tierra tan atrás en el tiempo es que cualquier evento que caliente la roca puede alterar las señales preservadas. Las rocas de la corteza terrestre suelen tener historias geológicas largas y complejas que borran la información previa del campo magnético.
Sin embargo, el cinturón de rocas verdes de Isua tiene una geología única, asentado sobre una gruesa corteza continental que lo protege de una extensa actividad tectónica y deformación. Esto permitió a los investigadores construir un conjunto claro de evidencia que respalda la existencia del campo magnético hace 3.700 millones de años.
Recordemos que el cinturón de rocas verdes de Isua, ubicado en el suroeste de Groenlandia, es uno de los yacimientos geológicos más antiguos y significativos de la Tierra. Las rocas de Isua tienen aproximadamente entre 3.700 y 3.800 millones de años de antigüedad, lo que las convierte en algunas de las rocas más viejas conocidas en la superficie terrestre.
Nueva información sobre el escape atmosférico de gases.
El cinturón incluye una diversidad de rocas metamórficas y sedimentarias que originalmente fueron depósitos volcánicos y sedimentos en un ambiente oceánico. Estas rocas han sido alteradas por procesos geológicos a lo largo de milenios, incluyendo la metamorfosis bajo altas presiones y temperaturas.
“El norte de Isua tiene las rocas bien conservadas más antiguas que se conocen en la Tierra. No solo no se han calentado significativamente desde hace 3.700 millones de años, sino que además han sido limpiados por la capa de hielo de Groenlandia”, explica Benjamin Weiss, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y autor también del estudio.
Muestras de núcleos enteros de roca de Isua, que fueron analizadas en el Laboratorio de Paleomagentismo del MIT para extraer su antiguo registro del campo magnético de la Tierra. Crédito: Claire Nichols.
Los resultados de este trabajo también pueden proporcionar nuevos conocimientos sobre el papel de nuestro campo magnético en la configuración y el desarrollo de la atmósfera terrestre tal como la conocemos hoy; en particular, en lo que respecta al escape atmosférico de gases. Un fenómeno actualmente inexplicable es la pérdida del gas no reactivo xenón de nuestra atmósfera hace más de 2.500 millones de años.
El xenón es relativamente pesado y, por lo tanto, es poco probable que simplemente haya salido de nuestra atmósfera. Recientemente, los científicos han comenzado a investigar la posibilidad de que el campo magnético elimine de la atmósfera las partículas cargadas de xenón.
En el futuro, los investigadores esperan ampliar nuestros conocimientos sobre el campo magnético de la Tierra antes de la aparición del oxígeno en la atmósfera, hace unos 2.500 millones de años. Y lo quieren hacer examinando otras secuencias de rocas antiguas en Canadá, Australia y Sudáfrica.
Una mejor comprensión de la antigua intensidad y variabilidad del campo magnético de la Tierra nos ayudará a determinar si los campos magnéticos planetarios son críticos para albergar vida en una superficie planetaria y su papel en la evolución atmosférica.
Información facilitada por la Universidad de Oxford -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones
Fuente: Claire I. O. Nichols, Benjamin P. Weiss, Athena Eyster, Craig R. Martin, Adam C. Maloof, Nigel M. Kelly, Mike J. Zawaski, Stephen J. Mojzsis, E. Bruce Watson & Daniele J. Cherniak. Possible Eoarchean Records of the Geomagnetic Field Preserved in the Isua Supracrustal Belt, Southern West Greenland. Journal of Geophysical Research (2024). DOI: https://doi.org/10.1029/2023JB027706
