¿Qué revelan antiguas chozas africanas sobre las inversiones magnéticas de la Tierra?

Durante los últimos 170 años, una franja misteriosamente débil del campo magnético de la Tierra ha aumentado su tamaño, lo que lleva a algunos geólogos a pensar que el planeta está preparándose para invertir sus polos magnéticos. Ahora, construcciones que fueron incineradas en rituales en África hace más de mil años añaden nuevas pistas vitales al caso.

Los fragmentos de arcilla quemados en los incendios contienen minerales que preservan la orientación del campo magnético de la Tierra durante la Edad de Hierro; traspasan nuestros registros de estos cambios y aportan datos necesarios sobre el Hemisferio Sur.

El descubrimiento, descrito recientemente en la revista Geophysical Research Letters, también respalda una teoría sobre qué causa la inversión de los polos, y vincula la extraña franja débil del campo magnético con una región densa a unos 2880 kilómetros por debajo de África, en el límite entre el manto de la Tierra y su núcleo externo. El trabajo ayudará a los geólogos a entender mejor cómo y por qué los polos magnéticos de la Tierra se invierten de manera ocasional, y tal vez incluso respaldará predicciones sobre cuándo se volverán a invertir.

Bloqueado en posición

Nuestro planeta tiene un núcleo interno sólido rodeado por un núcleo externo espiralado de hierro fundido. Esta agitada región de roca caliente crea un dinamo que genera nuestro campo magnético, que actúa como una burbuja protectora que envuelve toda la Tierra.

Entre otros beneficios, la burbuja magnética de larga vida desvía corrientes de partículas cargadas que fluyen constantemente desde el sol, que de otra manera quitarían nuestra atmósfera y golpearían la superficie con radiación nociva. (El núcleo dinámico es uno de los seis grandes elementos que posibilitan la vida en la Tierra).

El dinamo también es lo que crea los polos magnéticos en cada eje que coinciden levemente con los polos geográficos norte y sur. Pero, los minerales de las rocas que responden a las señales magnéticas demuestran que, a diferencia de los polos físicos, los polos magnéticos norte y sur han intercambiado sus lugares regularmente en el transcurso de los 4054 millones de años de existencia de la Tierra.

Durante la era de los dinosaurios, los polos magnéticos de la Tierra se invirtieron aproximadamente cada un millón de años. Más recientemente, las inversiones de los polos han ocurrido una vez cada 200.000 a 300.000 años aproximadamente. Han transcurrido aproximadamente 780.000 años desde la última inversión de polos magnéticos, lo que sugiere que la próxima es inminente desde el punto de vista geológico.

Desde 1840, los científicos también han notado que el campo magnético de la Tierra se está debilitando. El punto más débil es un área que se extiende a ambos lados de América del Sur y el sur de África que los investigadores denominan la Anomalía del Atlántico Sur.

Para estudiar los últimos milenios, más jóvenes que las rocas antiguas, pero más antiguos que el monitoreo científico directo, los científicos pueden medir las orientaciones magnéticas con ciertos artefactos arqueológicos. Pero, este registro es muy parcial hacia el norte. Más del 90 por ciento de los datos sobre los últimos 2000 años del campo magnético de la Tierra proviene del ecuador.

Para monitorear la Anomalía del Atlántico Sur, los investigadores están estudiando más sitios en el Hemisferio Sur. En 2015, los científicos anunciaron una fascinante nueva fuente de datos: chozas incineradas en el valle del río Limpopo, un área que se encuentra dentro de la actual Botswana, Sudáfrica y Zimbabwe.

Hace aproximadamente mil años, un grupo de personas que hablaban bantú y vivían en el valle purificaron sus aldeas en un ritual durante las sequías incinerando las chozas y depósitos de granos. Estos incendios, que pudieron alcanzar temperaturas de más de 982 grados Celsius borraron todos los rastros de las villas, pero de forma inadvertida dejaron registros geomagnéticos.

“Cuando se incinera la arcilla a temperaturas muy altas, en realidad se estabilizan los minerales magnéticos, y cuando se enfrían luego de estas elevadas temperaturas, encierran un registro del campo magnético de la Tierra”, afirmó en un comunicado el coautor del estudio, John Tarduno, un geofísico de la Universidad de Rochester.

Núcleo turbulento

En función de esos resultados, los investigadores ahora encontraron evidencia de que durante el quinto y octavo siglo d. C., el campo magnético de la región cambiaba de dirección rápidamente, como lo hace ahora. Los investigadores sostienen que estas similitudes significan que la Anomalía del Atlántico Sur es simplemente la versión más reciente de un fenómeno que se ha producido desde hace mucho tiempo en el área.

Además, la anomalía puede estar relacionada con el cambio de los polos magnéticos de la Tierra. La mitad oriental de la franja magnética débil parece corresponder con una región de roca densa, empinada, que se encuentra en las profundidades de África, en el límite entre el núcleo y el manto.

Al igual que las rocas en una corriente pueden crear remolinos, esta región densa, llamada African Large Low Shear Velocity Province, puede causar que el núcleo externo circule de maneras inusuales, expulsando líneas del campo magnético del núcleo y diluyendo el campo planetario de arriba.

Como esta región ha estado en su lugar por más de cien millones de años, algunos científicos afirman que puede haber causado las inversiones pasadas de los polos. En circunstancias poco comunes, las líneas del campo expulsadas pueden haber creado un campo magnético regional que era opuesto al de la Tierra como conjunto, y provocaron una inversión a nivel planeta.

Dicho esto, los investigadores advierten que aún necesitan más datos y mejores modelos antes de poder determinar precisamente cómo y por qué se invierten los polos de la Tierra.

“Ahora sabemos que este comportamiento anormal ha ocurrido, al menos, un par de veces antes de los últimos 160 años, y es parte de un patrón más grande a largo plazo” afirmó en un comunicado el coautor del estudio Vincent Hare, un investigador posdoctoral de la Universidad de Rochester. “Sin embargo, simplemente es muy pronto afirmar si este comportamiento producirá una inversión completa de polos”, concluye.