Cuando observamos el mundo vivo a nuestro alrededor, la «protección» parece ser un componente esencial para la supervivencia. Los animales están equipados con diversos mecanismos para resguardarse de los peligros del entorno o de otros depredadores. Los gatos tienen garras y pelaje para protegerse del frío, los camaleones recurren al camuflaje, las mofetas emiten un olor como defensa y las tortugas cuentan con un caparazón duro para salvaguardar sus órganos vitales. Mientras que otros animales nacen con estos mecanismos de defensa y aprenden a usarlos rápidamente, los seres humanos somos los más vulnerables en términos de autodefensa durante mucho tiempo tras el nacimiento. Sin embargo, gracias a nuestra inteligencia, podemos confeccionar ropa y construir refugios para protegernos del frío o del calor. Los mecanismos de defensa parecen estar presentes y variar a lo largo del universo. Al igual que los animales tienen sus propios sistemas de protección, ¿sabías que nuestro planeta Tierra también cuenta con uno, parecido a una chaqueta o un cortavientos, que nos mantiene a salvo de una tormenta dañina?
Hoy en día, está bien establecido que el espacio no es un lugar completamente vacío ni inactivo. De hecho, existen fuertes vientos de partículas, formados principalmente por electrones y protones, que el Sol expulsa y que recorren el espacio. Este fenómeno se conoce como «viento solar» y llega hasta nuestro planeta. Este viento, compuesto por partículas cargadas de alta energía, viaja a velocidades altísimas, como 500.000 km por segundo, y puede resultar muy perjudicial.(1) Cuando los astronautas viajan al espacio, uno de los factores clave que deben considerar es el “clima espacial”, que está determinado en gran medida por el viento solar. Si estas partículas alcanzaran la Tierra, podrían generar acumulaciones de electricidad estática por doquier, interrumpir las comunicaciones e interferir en la distribución de energía eléctrica. A largo plazo, se estima que estos vientos provocarían graves efectos en la salud humana, como cáncer o incluso la muerte. Como no hemos estado expuestos directamente a este viento, no conocemos con exactitud el alcance del daño; pero incluso en el escenario más optimista, la vida en la Tierra desaparecería en un tiempo relativamente corto.
Entonces, ¿cómo es posible que nunca sintamos los efectos de esta tormenta de alta velocidad ni percibamos su existencia? La respuesta está en una herramienta defensiva que nuestro planeta posee: el campo magnético de la Tierra. Este campo puede entenderse como líneas invisibles de fuerza que rodean un objeto, funcionando como un imán. Pensemos, por ejemplo, en los imanes que solemos colocar en las puertas de nuestros frigoríficos. Estos imanes atraen o repelen ciertos metales mediante una fuerza que conocemos como fuerza magnética, activa incluso sin contacto físico entre el imán y el metal.
Los físicos explican esta fuerza a través del concepto de “campo”: un conjunto de líneas invisibles que envuelven un objeto. Tomemos como ejemplo el campo magnético de un imán corriente. Si un material magnético, como un metal, entra en esta zona, la interacción entre el campo y el metal genera una fuerza basada en las leyes del electromagnetismo. Esta fuerza puede atraer o repeler el metal, dependiendo de su orientación respecto al imán.
En esencia, la Tierra es un imán gigantesco, con un campo magnético que la envuelve desde el Polo Sur hasta el Polo Norte. Así funcionan las brújulas: la pequeña aguja de una brújula es guiada por el campo magnético terrestre hasta alinearse con su dirección. Como este campo siempre apunta hacia el Polo Norte, la aguja de la brújula hace lo mismo, indicando así la dirección geográfica del norte.
Una característica fundamental de un campo magnético es su capacidad para actuar sobre partículas con carga eléctrica, como electrones o iones. Por ejemplo, cuando un ion se aproxima a un imán y entra en su campo magnético, experimenta una fuerza que altera su trayectoria, desviándolo de su camino original. Esto es precisamente lo que ocurre cuando el viento solar se acerca a la Tierra. Los iones que forman el viento solar, viajando a velocidades extremadamente altas, tendrían un impacto significativo si no fuera por el campo magnético terrestre. Al entrar en este campo, son desviados de su rumbo, evitando que el viento solar alcance la superficie del planeta. En resumen, el campo magnético de la Tierra actúa como un escudo protector que repele el viento solar y preserva la vida en nuestro planeta.
Ecuación de la fuerza de Lorentz
Curiosamente, al ser desviadas por el campo magnético, estas partículas cargadas penetran principalmente en la atmósfera cerca de los polos. Esto se debe a lo que se conoce como la “ecuación de la fuerza de Lorentz”, un pilar del electromagnetismo. Cuando parte del viento solar entra por los polos, ioniza el aire, liberando electrones que luego se recombinan con otros átomos. Este proceso emite energía en forma de luz de diferentes longitudes de onda (colores), dando lugar a la espectacular aurora boreal, conocida también como “luces del norte”. El cielo se llena de colores hermosos que forman imágenes agradables a la vista. Así, el campo magnético terrestre no solo frena la tormenta, sino que la transforma en un espectáculo visual, como si quisiera convertir incluso los fenómenos dañinos en algo beneficioso para los humanos.
Para comprender la importancia de este campo magnético, basta con mirar a nuestro vecino Marte, que en el pasado tuvo un campo magnético similar al nuestro. Se acepta que Marte lo perdió hace unos 4.000 millones de años. Aunque no se conoce con exactitud el mecanismo detrás de esta desaparición, algunas teorías sugieren que se debió a cambios en la estructura química del núcleo del planeta. Sin este escudo, Marte quedó expuesto al viento solar, que despojó al planeta de su atmósfera y evaporó sus océanos y toda el agua que habría sido esencial para la vida. (2,3) La pérdida del campo magnético en Marte y sus consecuencias catastróficas para la posibilidad de vida en ese planeta nos recuerdan la importancia crítica de este escudo protector en la Tierra.
El hecho de que nuestro planeta haya sido dotado de un escudo así por un “Protector” es motivo más que suficiente para estar agradecidos.
“El Señor de los Cielos y la Tierra y todo lo que hay entre ambos, y el Señor de todos los estes. Hemos adornado en efecto el cielo más bajo (el cielo del mundo) con un ornamento —las estrellas—.Y para protegerlo contra cada diablo persistente en altanera rebelión.” (As-Saffat 37:5-7)
Referencias:
- https://www.jpl.nasa.gov/nmp/st5/SCIENCE/solarwind.html
- Nature Communications, Vol. 13, nº de artículo 644 (2022)
- Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 117, Nº 50 (15 de Diciembre de 2020), págs. 31558-31560
