Aproximadamente una vez cada mil años, la Tierra es golpeada por un evento solar extremo que puede causar graves daños a la capa de ozono y aumentar los niveles de radiación ultravioleta (UV) en la superficie. Durante el siglo pasado, el polo norte magnético se ha movido a través del norte de Canadá a un ritmo de unos 40 kilómetros por año, y el campo se ha debilitado en más del 6%. Los registros geológicos muestran que hubo períodos de siglos o milenios en los que el campo geomagnético era muy débil o incluso estaba completamente ausente.
El campo magnético de la Tierra proporciona un capullo protector vital al desviar la radiación cargada eléctricamente del Sol. En su estado normal, funciona como una barra magnética gigante, con líneas de campo que se elevan desde un polo, lo envuelven y vuelven a descender en el otro polo, en un patrón a veces llamado “pomelo invertido”. La orientación vertical en los polos permite que parte de la radiación cósmica ionizante penetre hasta la atmósfera superior, donde interactúa con las moléculas de gas para crear el brillo que llamamos aurora.
Podemos ver lo que sucedería sin el campo magnético de la Tierra mirando a Marte, que en el pasado lejano perdió su campo magnético global y, como resultado, gran parte de su atmósfera. En mayo, poco después de la aurora, Marte fue golpeado por un fuerte evento de partículas solares. Interrumpió la nave espacial Mars Odyssey y provocó que los niveles de radiación en la superficie de Marte fueran aproximadamente 30 veces más altos que los que se obtendrían con una radiografía de tórax.
La atmósfera exterior del Sol emite una corriente constante y fluctuante de electrones y protones conocida como “viento solar”. Sin embargo, la superficie del Sol también emite ocasionalmente ráfagas de energía, principalmente protones, en eventos de partículas solares que a menudo están asociados con erupciones solares.
Los protones son mucho más pesados que los electrones y transportan más energía, por lo que alcanzan altitudes más bajas en la atmósfera terrestre, excitando las moléculas de gas en el aire. Sin embargo, estas moléculas excitadas sólo emiten rayos X, que son invisibles a simple vista.
Cada ciclo solar (aproximadamente 11 años) ocurren cientos de eventos que involucran partículas solares débiles, pero los científicos han encontrado rastros de eventos mucho más fuertes a lo largo de la historia de la Tierra. Algunos de los más extremos eran miles de veces más fuertes que cualquier cosa registrada con instrumentos modernos.
Los eventos extremos de partículas solares ocurren aproximadamente cada pocos milenios. El más reciente ocurrió alrededor del año 993 d.C. y se utilizó para demostrar que los edificios vikingos en Canadá utilizaban madera talada en el año 1021 d.C.
Más allá del efecto inmediato, los eventos de partículas solares también pueden desencadenar una cadena de reacciones químicas en la atmósfera superior que pueden agotar la capa de ozono. El ozono absorbe la dañina radiación ultravioleta del sol, que puede dañar la visión y el ADN (aumentando el riesgo de cáncer de piel) y también afectar el clima.
Un evento de este tipo podría agotar los niveles de ozono durante aproximadamente un año, aumentando los niveles de radiación ultravioleta en la superficie y aumentando el daño al ADN. Pero si se produce un evento de protones solares durante un período en el que el campo magnético de la Tierra es muy débil, el daño al ozono durará seis años, aumentando los niveles de UV en un 25% y aumentando la tasa de daño al ADN inducido por el sol hasta en un 50%.
El período más reciente de campo magnético débil, que incluyó una inversión temporal de los polos norte y sur, comenzó hace 42.000 años y duró unos 1.000 años. En esta época se produjeron varios acontecimientos evolutivos importantes, como la desaparición de los últimos neandertales en Europa y la extinción de la megafauna marsupial, incluidos los wombats gigantes y los canguros en Australia.
Un evento evolutivo aún mayor también estuvo asociado con el campo geomagnético de la Tierra. El origen de los metazoos al final del período Ediacara (hace 565 millones de años), registrado en fósiles en las Cordilleras Flinders del sur de Australia, se produjo después de un período de 26 millones de años de campos magnéticos débiles o ausentes.
Asimismo, la rápida evolución de varios grupos de animales en la Explosión Cámbrica (hace unos 539 millones de años) también se ha relacionado con el geomagnetismo y los altos niveles de radiación ultravioleta. La evolución simultánea de los ojos y las corazas duras del cuerpo en varios grupos no relacionados se ha descrito como la mejor manera de detectar y evitar los dañinos rayos ultravioleta entrantes, en “la huida de la luz”.
Astrónomos de Estados Unidos han descubierto que las ondas de choque presentes en la estructura del viento solar pueden chocar con la magnetosfera terrestre y, en algunos casos, generar no sólo auroras brillantes, sino también poderosas corrientes eléctricas en la superficie terrestre que pueden dañar las redes eléctricas, informa la revista Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Por regla general, estos fallos en el funcionamiento de las redes eléctricas suelen producirse durante poderosas tormentas geomagnéticas, como ocurrió, por ejemplo, en marzo de 1989 en Canadá. Sin embargo, las ondas de choque más débiles, pero que ocurren con frecuencia, pueden representar una seria amenaza para las redes conductoras terrestres.
Los investigadores llegaron a esta conclusión mientras estudiaban cómo diversas manifestaciones del clima espacial afectaron el estado de un gasoducto en el sur de Finlandia, ubicado en las cercanías de la comunidad de Mantäsälä. Una parte importante de este gasoducto se encuentra dentro de la zona donde ocurren las auroras boreales. Esto permite que se utilice como un instrumento científico que puede monitorear las corrientes eléctricas generadas en la superficie de la Tierra bajo la influencia del “clima espacial”.
Los expertos estudiaron cómo cambiaron las características eléctricas de este gasoducto entre 1995 y 2023. Los investigadores compararon estas mediciones con diversas manifestaciones del “clima espacial” registradas por las sondas Wind y ACE en las inmediaciones del polo norte de la Tierra durante las llamaradas particularmente brillantes de la aurora boreal.
En total, los investigadores estudiaron trescientos incidentes de este tipo, cuyo análisis de las propiedades indicó que en algunos casos surgieron corrientes eléctricas inusualmente fuertes en el gasoducto, causadas por la colisión de las ondas de choque del viento solar con la magnetosfera de la Tierra. La fuerza de esta corriente estaba determinada por el ángulo en el que la onda de choque chocó con la capa magnética del planeta, así como por la posición del polo norte magnético en relación con el Sol y Mantyasalya.
Como señalan los astrónomos, con una determinada combinación del ángulo de impacto y la posición del polo norte magnético, la intensidad de dichas corrientes eléctricas inducidas puede superar los 20 amperios, lo que puede suponer una amenaza importante para las redes eléctricas y los equipos sensibles. Los investigadores concluyeron que esto debe tenerse en cuenta a la hora de construir infraestructuras tanto en el Ártico como en las regiones vecinas de la Tierra.
Una poderosa tormenta magnética que azotó la Tierra en mayo de 2024 provocó auroras boreales incluso donde casi nunca se observan, por ejemplo, en el norte de México y en Rusia, en Crimea. También interrumpió los satélites GPS, lo que dificultó las cosas para los agricultores de Estados Unidos; muchos se vieron obligados a interrumpir la campaña de siembra. Pero lo que ya se puede catalogar como “campanas” más alarmantes es la formación de una serie de huracanes.
Científicos de la Universidad Estatal de Florida han reconstruido datos de tormentas en la región noreste del Golfo de México. Luego compararon estos datos con las variaciones en los niveles totales de radiación solar. La actividad solar se controló mediante los anillos de los árboles; como se sabe, sus picos y valles están indicados por el contenido de carbono 14 de la madera. Los resultados mostraron que en los últimos 5.500 años, durante ciertos períodos (11 casos), la frecuencia de formación de ciclones tropicales aumentó bruscamente en un 40%. Estos períodos tenían una cosa en común: el Sol era agresivo.
Los científicos teorizan que un Sol más activo envía más energía a la Tierra, lo que calienta los océanos y proporciona combustible para las tormentas tropicales. Hoy la luminaria va camino de su máximo. En mayo se registró en el planeta una tormenta magnética con una potencia de G4 en una escala de 5 puntos. Los expertos lo calificaron como “fuerte”.
Estos hallazgos aparecieron impresos en un momento en que la temporada de huracanes ya había comenzado en Estados Unidos. Promete batir récords: los meteorólogos esperan al menos 20 tormentas. Los científicos señalaron que, además de la radiación solar, su intensificación también se ve facilitada por las altas temperaturas en el Océano Atlántico (cercanas a niveles récord), el desarrollo de condiciones climáticas de La Niña en el Océano Pacífico, el debilitamiento de los vientos alisios en el Atlántico y menos viento. cizallamiento, informa el portal de Internet MIR24 con enlace a Science Direct.
Las erupciones de plasma oscuro, también llamadas erupciones solares “frías”, tienen un 60 por ciento de posibilidades de provocar apagones de radio en la Tierra, informó el Daily Mail, citando datos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE.UU. (NOAA). “El brote podría perturbar las comunicaciones por radio, aviación y satélite si se produce al menos el viernes”, escribe el periódico.
Según la NOAA, citada en la publicación, la probabilidad de que se produzcan apagones en las comunicaciones por radio en la Tierra debido a las llamaradas es del 60 por ciento.
Las llamadas erupciones solares “frías”, con una temperatura más baja que las “cálidas”, se han convertido en objeto de estudio serio por parte de los astrofísicos sólo en la última década. Parecen tener al menos tanta radiación de microondas como las erupciones solares “cálidas”, y también producen frecuencias máximas más altas de radiación girosincrotrón, la forma exacta de radiación responsable de la intensa y destructiva emisión de radio de la erupción.
Por ejemplo, una llamarada solar de la mancha solar AR3738 ocurrió el sábado por la noche (13 de julio) a las 10:34 pm ET (02:34 UT del 14 de julio), y el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA capturó la escena dinámica desde el espacio. La llamarada provocó pérdidas de radio de onda corta en Australia, el sudeste asiático y Japón poco después de la erupción. Estas pérdidas suelen ocurrir después de poderosas erupciones solares debido a las intensas ráfagas de rayos X y radiación ultravioleta extrema emitidas durante estos eventos.
La radiación de las erupciones solares viaja hacia la Tierra a la velocidad de la luz e ioniza (carga eléctricamente) la atmósfera superior al llegar. Esta ionización crea un entorno más denso por el que viajan las señales de radio de onda corta y alta frecuencia para facilitar las comunicaciones a larga distancia. A medida que las ondas de radio interactúan con los electrones en las capas ionizadas, pierden energía debido al aumento de las colisiones, que pueden degradar o absorber completamente las señales de radio.