La extraordinaria aurora de principios de mayo de este año demostró el poder que las tormentas solares pueden emitir como radiación, pero de vez en cuando el Sol hace algo mucho más destructivo.
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Los registros muestran que aproximadamente cada mil años la Tierra es golpeada por un evento extremo de partículas solares, que podría causar graves daños a la capa de ozono y aumentar los niveles de radiación ultravioleta (UV) en la superficie.
En un artículo publicado hoy, analizamos lo que ocurre durante estos fenómenos extremos. También mostramos que en momentos en los que el campo magnético de la Tierra es débil, estos eventos podrían tener un efecto dramático sobre la vida en todo el planeta.
El crucial escudo magnético de la Tierra
El campo magnético de la Tierra proporciona un capullo protector crucial para la vida, desviando la radiación cargada eléctricamente procedente del Sol.
En su estado normal, funciona como una gigantesca barra magnética con líneas de campo que parten de un polo, dan la vuelta y vuelven a caer en el otro polo, en un patrón que a veces se describe como un "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 resplandor que conocemos como aurora.
Sin embargo, el campo cambia mucho con el tiempo. En el último siglo, el polo norte magnético se ha desplazado por el norte de Canadá a una velocidad de unos 40 kilómetros por año, y el campo se ha debilitado más de un 6%.
Los registros geológicos muestran que ha habido periodos de siglos o milenios en los que el campo geomagnético ha sido muy débil o incluso ha estado totalmente ausente.
Podemos ver lo que ocurriría sin el campo magnético de la Tierra observando Marte, que perdió su campo magnético global en un pasado remoto y, como consecuencia, la mayor parte de su atmósfera.
En mayo, poco después de la aurora, un fuerte evento de partículas solares golpeó Marte. Interrumpió el funcionamiento de la nave espacial Mars Odyssey y provocó niveles de radiación en la superficie de Marte unas 30 veces superiores a los que se recibirían durante una radiografía de tórax.
Comentario: Recientemente se han producido diversos sucesos inusuales durante tormentas solares relativamente leves: Potente tormenta solar tiene un impacto inusualmente fuerte en la Tierra, retrasa el lanzamiento de un cohete de SpaceX y paraliza plataformas petrolíferas en Canadá
El poder de los protones
La atmósfera exterior del Sol emite un flujo constante y fluctuante de electrones y protones conocido como "viento solar". Sin embargo, la superficie del Sol también emite esporádicamente ráfagas de energía, principalmente protones, en los eventos de partículas solares, que a menudo se asocian con las 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 del aire. Sin embargo, estas moléculas excitadas sólo emiten rayos X, invisibles a simple vista.
Cientos de eventos leves de partículas solares ocurren cada ciclo solar (aproximadamente 11 años), 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 fueron miles de veces más intensos que cualquier otro que se haya registrado con instrumentos modernos.
Fenómenos extremos de partículas solares
Estos eventos extremos de partículas solares ocurren aproximadamente cada varios milenios. El más reciente ocurrió en torno al año 993 d. C., y se utilizó para demostrar que los edificios vikingos de Canadá utilizaban madera cortada en 1021 d. C.
Menos ozono, más radiación
Más allá de su efecto inmediato, las partículas solares también pueden desencadenar una cadena de reacciones químicas en la atmósfera superior que pueden reducir el ozono. El ozono absorbe la radiación UV solar nociva, que puede dañar la vista y también el ADN (aumentando el riesgo de cáncer de piel), además de afectar al clima.
En nuestro nuevo estudio, utilizamos grandes modelos informáticos de la química atmosférica mundial para examinar las repercusiones de un evento extremo de partículas solares.
Descubrimos que un acontecimiento de este tipo podría agotar los niveles de ozono durante un año aproximadamente, elevando los niveles de UV en la superficie y aumentando los daños en el ADN.
Pero si un evento de protones solares se produjera durante un periodo en el que el campo magnético de la Tierra fuera muy débil, entonces el daño al ozono duraría seis años, aumentando los niveles de UV en un 25% e incrementando la tasa de daño al ADN inducido por el sol hasta en un 50%.
Explosiones de partículas del pasado
¿Hasta qué punto es probable esta combinación mortal de campo magnético débil y protones solares extremos? Dada la frecuencia con la que se producen cada uno de ellos, parece probable que ocurran juntos con relativa frecuencia.
Comentario: Esto puede deberse a que el campo geomagnético de la Tierra está inextricablemente ligado al Sol: El planeta-X, cometas y cambios terrestres por J.M. McCanney
De hecho, esta combinación de acontecimientos puede explicar varios sucesos misteriosos ocurridos en el pasado de la Tierra.
El período más reciente de debilidad del campo magnético -incluido un cambio temporal de los polos norte y sur- comenzó hace 42.000 años y duró unos 1.000 años. En esa 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 y canguros gigantes en Australia.
Un acontecimiento evolutivo aún mayor también se ha relacionado con el campo geomagnético de la Tierra. El origen de los animales multicelulares a finales del periodo Ediacaran (hace 565 millones de años), registrado en fósiles de la cordillera Flinders de Australia Meridional, se produjo tras un periodo de 26 millones de años de campo magnético débil o ausente.
Del mismo modo, la rápida evolución de diversos 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 UV.
La evolución simultánea de ojos y caparazones duros en múltiples grupos no relacionados se ha descrito como el mejor medio tanto para detectar como para evitar los dañinos rayos UV entrantes, en una "huida de la luz".
Aún estamos empezando a explorar el papel de la actividad solar y el campo magnético de la Tierra en la historia de la vida.
Alan Cooper, catedrático de la Universidad Charles Sturt, y Pavle Arsenovic, científico de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida (BOKU).
Comentario: La historia demuestra que estos periodos también estuvieron acompañados de una miríada de otros fenómenos, tanto en un pasado muy lejano como en épocas más recientes, con la peste negra, el colapso civilizatorio que se produjo en varias regiones y el Renacimiento. Y, de hecho, parece que nos encontramos de nuevo en la cúspide de esa parte del ciclo: