Un estudio dirigido por la Universidad de Oxford y el MIT ha recuperado un registro del campo magnético de la Tierra de 3.700 millones de años de antigüedad, y ha descubierto que parece notablemente similar al campo que rodea la Tierra en la actualidad. Los resultados se publican en la revista Journal of Geophysical Research.
Sin su campo magnético, 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 (el “viento solar”). Pero hasta ahora no existía una fecha fiable de cuándo se estableció por primera vez el campo magnético moderno.
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron una antigua secuencia de rocas que contienen hierro procedentes de Isua (Groenlandia). Las partículas de hierro actúan como pequeños imanes que pueden registrar tanto la intensidad como la dirección del campo magnético cuando el proceso de cristalización las bloquea. Los investigadores descubrieron que las rocas de hace 3.700 millones de años captaban una intensidad de campo magnético de al menos 15 microteslas, comparable a la del campo magnético moderno (30 microteslas).
Estos resultados constituyen la estimación más antigua de la intensidad del campo magnético terrestre obtenida a partir de muestras de rocas enteras, que proporcionan una evaluación más precisa y fiable que los estudios anteriores, en los que se utilizaban cristales individuales.
La investigadora principal, Claire Nichols (Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford), declaró: 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. Se trata de un importante paso adelante para determinar el papel del antiguo campo magnético cuando surgió la vida en la Tierra.
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 de la Tierra frente al viento solar ha aumentado con el tiempo, lo que puede haber permitido que la vida se trasladara a los continentes y abandonara la protección de los océanos.
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 primera dinamo terrestre tenía una eficacia similar a la del proceso de solidificación que genera el campo magnético actual.
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 Tierra, lo que es clave para entender procesos como la tectónica de placas.
La reconstrucción del campo magnético de la Tierra tan atrás en el tiempo plantea un reto importante, ya que cualquier acontecimiento que caliente la roca puede alterar las señales conservadas. Las rocas de la corteza terrestre suelen tener historias geológicas largas y complejas que borran la información anterior sobre el campo magnético. Sin embargo, el Cinturón Supracrustal de Isua tiene una geología única, ya que se asienta sobre una gruesa corteza continental que lo protege de una gran actividad tectónica y deformación. Esto permitió a los investigadores reunir un conjunto de pruebas claras que apoyan la existencia del campo magnético hace 3.700 millones de años.
Los resultados también pueden aportar nuevos conocimientos sobre el papel de nuestro campo magnético en el desarrollo de la atmósfera terrestre tal y como la conocemos, sobre todo en lo que respecta al escape atmosférico de gases. Un fenómeno actualmente inexplicado es la pérdida del gas no reactivo xenón de nuestra atmósfera hace más de 2.500 millones de años. El xenón es un gas relativamente pesado, por lo que es poco probable que se haya desprendido de la atmósfera. Recientemente, los científicos han empezado a investigar la posibilidad de que las partículas cargadas de xenón fueran eliminadas de la atmósfera por el campo magnético.
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 terrestre, hace unos 2.500 millones de años, 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.
Fuentes
University of Oxford | Nichols, C. I. O., Weiss, B. P., Eyster, A., Martin, C. R., Maloof, A. C., Kelly, N. M., et al. (2024). Possible Eoarchean records of the geomagnetic field preserved in the Isua Supracrustal Belt, southern west Greenland. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2023JB027706. doi.org/10.1029/2023JB027706
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