Variaciones seculares del campo magnético y su efecto sobre la atmósfera superior y la magnetósfera

Abstract

La Tierra posee un campo magnético propio que protege tanto la atmósfera como a los seres vivos de las partículas de alta energía que provienen del Sol. Se cree que este campo se origina en el núcleo externo de nuestro planeta se genera con el movimiento de fluidos cargados. Desde que el ser humano fue capaz de medir con precisión el campo sabemos que no es constante, sino que varía en escalas de tiempo geológicas. Muchos sistemas geofísicos, principalmente relacionados con la atmósfera superior y el espacio alrededor de nuestro planeta, dependen de este campo magnético, por lo que su variación es una fuente de cambios para dichos sistemas. A lo largo de este trabajo vamos a analizar algunos cambios que produce la variación del campo magnético. La ionosfera es una capa de la atmósfera donde la presencia de cargas libres afecta la propagación de ondas electromagnéticas, la existencia de cargas hace que esta capa sea sensible al campo magnético y por ende a las variaciones del mismo. Entre un primer grupo de resultados se muestra como las variaciones del campo geomagnético afecta la contribución iónica a la conductancia de Pedersen, cambiando la idea de que la ionosfera puede aproximarse a una capa conductora "fina", siendo el aporte de la capa F mayoritario en periodos de alta actividad solar y en zonas donde el campo magnético es bajo. Se complementa estos resultados con el estudio de la conductancia en situación de inversión magnética, cuando el campo toma, históricamente, los valores más bajos, cambiando la altura de pico de las conductividades y creciendo exponencialmente su valor. Se llama casquetes polares magnéticos a las regiones de la Tierra donde las líneas de campo conectan el medio interplanetario con la superficie de la Tierra. Estas zonas son de principal interés científico y público debido a que las partículas solares son capaces de entrar hasta la atmósfera superior produciendo perturbaciones tanto en los equipos satelitales como en los sistemas de comunicación terrestres. En un segundo grupo de resultados, se analizan la variación de las zonas aurorales a medida que cambia el campo terrestre. Para esto se diseña un modelo de magnetopausa robusto ante cambios en la estructura del campo magnético. El primer resultado muestra las variaciones del área geométrica de los casquetes polares magnéticos y las zonas aurorales, mostrando que desde aproximadamente 1940 el área del polo norte está disminuyendo, contrario al comportamiento que se deduce con relaciones de escala y aproximaciones dipolares del campo. También se muestran los casquetes polares magnéticos en escenarios de inversión, este resultado muestra como tanto la posición como la forma de las zonas aurorales cambiarían en gran forma antes que se complete una inversión.