Magnetismo II. Magnetismo Terrestre. FÍS.

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Física

Hacia el año 1600, William Gilber en su libro De Magnete escribía: "... la Tierra se comporta como un gran imán". En efecto, si se toma un imán largo y fino -aguja magnética- y se el deja girar libremente en un plano horizontal, sabemos que se orienta siempre de modo que su polo norte apunta aproximadamente al norte geográfico. Si se le desplaza ligeramente de su posición de equilibrio, realiza unas cuantas oscilaciones hasta que vuelve a quedar en la posición primitiva. Ha de admitirse, pues, la existencia en las proximidades de la Tierra de un campo magnético que produzca la orientación referida y que recibe el nombre de campo magnético terrestre o campo geomagnético.

En una primera aproximación el campo magnético terrestre coincide con el campo exterior a una esferaimanada uniformemente cuyo polo N se encuentra en el hemisferio austral a 75° 6’ de lat. S y 154° 8’ de long. E y el polo S en el boreal a 70° 53’ N y 96° 46’ O; o también puede considerársele como muy parecido al que crearía una corta barra imanada en el centro de la Tierra con su eje desviado un ángulo de 14° respecto el eje de rotación de aquélla. En la figura se representa una sección de la Tierra con su eje de rotación y los polos norte y sur geográficos Ng y Sg, las líneas de fuerza del campo y los polos norte y sur magnéticos N y S, coincidentes con aquellos puntos de la superficie terrestre en que el campo es vertical. Obsérvese que las líneas de fuerza entran en la superficie terrestre por todo el hemisferio norte magnético y salen por el hemisferio sur, por lo que, si se considera el campo magnético como debido a una barra imanada, los polos norte y sur de ésta serán como se indica en la figura. Los dos modelos citados para el campo geomagnético, la esfera uniformemente imanada y la barra imanada inclinada un ángulo de 14° respecto el eje de rotación de la Tierra, conducen naturalmente a campos idénticos en la superficie exterior de la Tierra.

El orden de magnitud del campo magnético terrestre es de algunas décimas de Gauss.

Se denomina inclinación magnética el ángulo que forma el campo magnético terrestre con la horizontal en cada punto, el cual será distinto de cero en todos los puntos excepto en el ecuador magnético. En un punto en donde la inclinación magnética tenga un valor Á, las componentes horizontal y vertical del campo magnético, Bh y B?, serán:

Bh=B-cos X B?=B-sen x

Al ángulo formado por la componente horizontal y la verdadera dirección norte-sur (meridiano geográfico) se le denomina declinación magnética. Los mapas magnéticos o tablas que dan la declinación para puntos sobre la superficie de la Tierra son de enorme importancia para la navegación aérea y marítima.

El campo magnético terrestre no es simétrico y tanto la inclinación como la declinación varían muy irregularmente con la posición geográfica y con el tiempo, variaciones estas últimas de tipo periódico que pueden ser de un día, un año o algunas decenas de años, hasta seculares. También existen variaciones muy bruscas, denominadas tormentas magnéticas, cuyo origen está asociado probablemente a la actividad de las manchas solares.

El origen del campo geomagnético no está perfectamente determinado a pesar de la existencia de buen número de teorías que pretenden explicarlo. Es evidente que son varios los factores que contribuyen al mismo y que la mayor contribución se debe a depósitos de materiales ferromagnéticos imanados permanentemente y situados en el interior de la Tierra o en su propia superficie. En este hecho se basa una de las teorías más generalizadas, la xecría dinamo, debida entre otros a Elsasser y Bullard, la cual admite que por efectos de la interacción mecánica entre el núcleo de níquel y hierro en fusión existente en el centro de la Tierra, y la envoltura sólida de la misma, se engendran corrientes eléctricas por un mecanismo análogo al que rige en el funcionamiento de una dinamo. El campo magnético terrestre procedería entonces de dichas corrientes, habida cuenta de las anomalías que suponen los accidentes geográficos. Entre los posibles movimientos del núcleo líquido terrestre, Bullard considera la convección térmica, encontrando que la materia radiactiva del núcleo debía ser capaz de producir corrientes de convección cuando estuviese en una proporción comparable con la de los meteoritos férricos. La teoría de Bullard fue perfeccionada por otros autores como Parker, que proporcionó un mecanismo más completo de la acción dinamo al considerar nuevos movimientos de convección térmica, bastante irregulares y con rotaciones no uniformes.

Otra contribución al campo geomagnético procede de agentes externos al globo terráqueo, tales como corrientes ionosféricas y extraterrestres, entre las cuales cabe citar la conocida como anillo de Chapman-Stormer, que se supone situada a una distancia de algunos radios terrestres y constituida por partículas solares.

El estudio de las características del campo magnético terrestre, tales como sus componentes horizontal y vertical, variaciones anuales, seculares, bruscas (tormentas magnéticas), etc., es materia de gran importancia en orden a las muchas aplicaciones en campos como la navegación, la prospección geofísica, los movimientos de satélites artificiales y cápsulas espaciales, etc., siendo abundantes los instrumentos empleados en estos campos.

V. t.: PALEOMAGNETISMO.

F. SÁNCHEZ QUESADA.

BIBL.: B. I. BLEANEY y B. BLEANEY, Electricity and Magnetism, Oxford 1962; G. P. HARNWELL, Principios de Electricidad y Electromagnetismo, Madrid 1961; T. G. COWLING, Magnetohidrodinámica, Madrid 1968.