El primer campo magnético, quedo grabado en cristales

El primer campo magnético de la Tierra quedó grabado en cristales de 4,2 mil millones de años 

Los antiguos cristales de circonio sugieren que el campo magnético protector de la Tierra es mucho más antiguo de lo que se pensaba anteriormente, lo que podría empujar hacia atrás la fecha en la que la vida surgió por primera vez.

Por Belinda Smith.

Representación de un artista del campo magnético de la Tierra desviando protones de alta energía del Sol hace cuatro mil millones de años (no a escala). - Crédito de la imagen: Michael Osadciw / Universidad de Rochester. 

Por Belinda Smith, es periodista de ciencia y tecnología en Melbourne, Australia. para Cosmos magazine Agosto 10 de 2015 

Como diminutas brújulas congeladas en el tiempo, las antiguas gemas de zircón de AustraliaOccidental han demostrado que el campo magnético de la Tierra tiene por lo menos cuatro mil millones de años de antigüedad, más de 700 millones de años más de lo que la evidencia previa sugirió. Debido a que el campo magnético protege la atmósfera de la Tierra de los rayos solares destructivos, plantea la posibilidad de que la vida podría haber hecho su debut mucho antes de lo que se pensaba anteriormente. 

Un equipo norteamericano, liderado por John Tarduno en la Universidad de Rochester de Nueva York, descubrió que la joven Tierra tenía un caótico campo magnético que a veces era tan fuerte como nuestro campo hoy. Informaron de su trabajo en Ciencia en julio. 

Es "asombroso ser capaz de sondear el campo magnético que se remonta", dice Louis Moresi, un geocientífico de la Universidad de Melbourne. 

La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, acumulándose de polvo y fragmentos proto-planetarios girando alrededor del Sol. Incluso en las casi cero temperaturas absolutas del espacio, el calor suficiente fue atrapado en la masa de colisión para fundir el material en su núcleo. Con el tiempo, la desintegración radiactiva del uranio y otros elementos 'calientes' ha mantenido el núcleo fundido. 

Hoy, si fueras a perforar la corteza, viajarías por 2.900 kilómetros de manto rocoso antes de llegar al núcleo exterior. A continuación, se deslizan a través de 2.200 kilómetros de hierro líquido, antes de golpear un núcleo interior metálico de unos 1.200 kilómetros de diámetro - un poco más pequeño que la Luna. El núcleo interno se mantiene sólido por las enormes presiones en el centro de la Tierra.

"Es Asombroso lo que podrían entregar estos pequeños Individuos"

Es el núcleo líquido externo, constantemente agitado por las corrientes de convección, que genera nuestro campo magnético. Al igual que el aire caliente, el hierro caliente sube hacia la superficie más fresca de la Tierra, llevando calor que escapa a través del manto y la corteza. A medida que el hierro se enfría, se hunde, proporcionando un movimiento constante de agitación que genera nuestro campo magnético. 

La capa del manto es vital para mantener este movimiento. Si es demasiado delgada, el calor en el núcleo se disipa rápidamente, junto con el campo magnético. Si es demasiado aislante, las corrientesvitales de convección se cierran. 

Gracias a la rotación diaria de la Tierra y al núcleo interno sólido estabilizador, las corrientes de convección en el núcleo exterior fundido se han asentado en columnas en espiral paralelas al eje de la Tierra, dándonos el elegante dipolo norte-sur que nuestras brújulas utilizan hoy en día. ¿Cómo fue en la juventud de la Tierra? 

Es difícil de decir. La superficie de nuestro planeta dinámico es continuamente aplastada, estirada y reciclada - gracias a la tectónica de placas - y los restos de roca de los primeros días de la Tierra son escasos. Pero gracias a un cristal de zircón excavado en arenisca de 4.4 mil millones de años en un rancho de ovejas de Australia Occidental, podemos tener una pista. El estudio llevado a cabo por la Universidad de Wisconsin-Madison el año pasado afirmó que la piedra preciosa nació 100 millones de años después de la propia Tierra. 

Para Tarduno y su equipo, ese informe planteó una excitante posibilidad. Se dieron cuenta de que, al igual que los mosquitos en ámbar, diminutos granos de óxido de hierro también conocido como magnetita sería atrapado dentro del zircon como se solidificó y podría haber registrado el antiguo campo magnético. Su equipo regresó a la misma área y recolectó 25 cristales de zirconio de 3,3 a 4,2 mil millones de años de antigüedad y los examinó en busca de copos microscópicos de magnetita. Pero un instrumento súper-sensible era necesario seleccionar la alineación magnética en los granos.

Introduzca el dispositivo superconductor de interferencia cuántica (el SQUID). Este magnetómetro de ultra-alta definición puede detectar campos magnéticos débiles - hasta 100 mil millones de veces más débiles que la energía necesaria para mover una aguja de la brújula. El SQUID encontró que los granos de magnetita albergaban campos magnéticos de diferentes fuerzas, desde el equivalente del campo magnético actual hasta el 12% de su fuerza. 

Un cristal de circonio de 4,4 mil millones de años de la región de Jack Hills, en Australia Occidental, que es el pedazo más antiguo de la corteza terrestre. Crédito de la imagen: - John Valley 

Antes de este estudio, la evidencia más antigua de un campo magnético en la Tierra provenía de rocas sudafricanas con edades de 3,2 y 3,45 mil millones de años. Dos de los zircones más viejos en el estudio de Tarduno eran 750 millones de años más viejos. "Es increíble lo que podrían conseguir de estos pequeños", dice Moresi, agregando que realmente son "cristales milagrosos". 

Entonces, ¿por qué la edad del campo magnético afecta la apariencia de la vida en la Tierra? 

Básicamente, el campo nos protege de nuestro dador de vida - el Sol. Corrientes de partículas cargadas fluyen del Sol, bombardeando los planetas interiores y despojando su agua y su atmósfera, a menos que un campo magnético sea lo suficientemente fuerte para desviar el ataque. 

Tarduno señala a nuestro vecino, Marte. El mundo estéril tenía una vez un campo magnético, pero ya no - ni ninguna superficie de agua líquida o la atmósfera de hablar. Los científicos creen que alrededor de cuatro mil millones de años atrás la Tierra y Marte fueron golpeados por los asteroides. En Marte, el ataque sobrecalentó su manto. Cuando se perdió el gradiente de calor entre el núcleo y el manto, las corrientes de convección de su núcleo se ralentizaron y finalmente se detuvieron, apagando su escudo magnético y permitiendo que el viento solar alejara su ambiente. "También puede ser una de las principales razones por las que Marte no pudo sostener la vida", dice. 

Pero la Tierra era un poco más grande, y capaz de resistir la tormenta. Ensenada en su burbuja magnética protectora, la vida podría comenzar a florecer.