Noveno capitulo

"El Visionario de la electricidad"

Nuestro mundo de alta tecnología y de comunicación instantánea con otros significa un mundo que muestra que estamos ante energías escondidas, o que tal vez no veíamos antes como el caso de los campos magnéticos, que afectan de una u otra forma a los seres vivos.  Esta semana, Neil deGrasse Tyson nos muestra que sin un campo magnético de la tasa de mutación entre los organismos vivos de la Tierra aumentaría significativamente.  

La nueva evidencia de la existencia del campo magnético de la Tierra ha empujado su edad volver a unos 250 millones de años, lo que sugiere que más temprano la vida del planeta estaba a salvo de la radiación cósmica más dañina del sol.  Científicos de la Universidad de Rochester han descubierto que hace 3.5 mil millones años el campo magnético de la Tierra era sólo un medio tan fuerte como lo es hoy, y que esta debilidad , junto con un fuerte viento de partículas energéticas del joven Sol , el agua probablemente rectificada del la atmósfera primitiva de la Tierra. Los hallazgos sugieren que la magnetopausa - el límite donde el campo magnético de la Tierra desvía con éxito entrante solar viento era sólo la mitad de la distancia del Sol a la Tierra en la actualidad.  "Con una magnetosfera débil y un Sol joven rápida rotación, la Tierra fue probablemente recibiendo la mayor cantidad de protones solares en un día promedio en cuanto tengamos hoy durante una tormenta solar severa", dice John Tarduno , geofísico de la Universidad de Rochester y el plomo autor del estudio.

"Eso significa que las partículas que salían del Sol eran mucho más propensos a llegar a la Tierra. Es muy probable que el viento solar se estaba quitando moléculas volátiles, como el hidrógeno, a partir de la atmósfera a un ritmo mucho mayor de lo que les estamos perdiendo hoy en día."  Tarduno dice que la pérdida de hidrógeno implica una pérdida de agua, así , lo que significa que puede haber mucha menos agua en la Tierra hoy en día que en su infancia.

Para encontrar la fuerza del campo magnético antiguo, Tarduno y sus colegas de la Universidad de KwaZulu- Natal visitaron sitios en África que se sabe que contienen rocas de más de 3 millones de años de edad. No cualquier rocas de esa edad harían , sin embargo. Ciertas rocas ígneas llamadas dacitas contienen pequeños cristales de cuarzo de tamaño milimétrico , que a su vez tienen diminutas inclusiones magnéticas de tamaño nanométrico . La magnetización de estas inclusiones actuar como brújulas minutos , el bloqueo en un registro del campo magnético de la Tierra como la dacita enfría desde magma fundido al hard rock.

Basta con encontrar rocas de esta edad es bastante difícil, pero este tipo de rocas también han sido testigos de miles de millones de años de actividad geológica que podría haber recalentado y posiblemente cambiado su registro magnético inicial. Para reducir la posibilidad de esta contaminación , Tarduno seleccionó los gránulos mejor conservados de cuarzo de unos afloramientos de dacita 3500000000 años en Sudáfrica.

Para complicar la búsqueda de las rocas más adecuadas, el efecto de la interacción del viento solar con la atmósfera puede inducir un campo magnético propio , por lo que incluso si Tarduno sí encontró una roca que no había sido alterado en 3,5 millones de años, tuvo que hacer Asegúrese de que el registro magnético que contenía se ha generado por el núcleo de la Tierra y no inducida por el viento solar.

Una vez que se aisló los cristales ideales, Tarduno utiliza un dispositivo llamado un dispositivo de interfaz cuántica superconductor o SQUID magnetómetro , que normalmente se utiliza para solucionar problemas de los chips de ordenador, ya que es extremadamente sensible a los campos magnéticos más pequeños . Tarduno fue pionero en el uso del análisis del solo cristal usando magnetómetros SQUID . Sin embargo , para este estudio, incluso los magnetómetros SQUID convencionales carecían de la sensibilidad. Tarduno era capaz de emplear un nuevo magnetómetro , que tiene sensores de más cerca a la muestra que en los instrumentos anteriores.

Usando el nuevo magnetómetro, Tarduno, Científico Investigador Rory Cottrell, y de la Universidad de Rochester estudiantes fueron capaces de confirmar que los 3.5 mil millones años de antigüedad cristales de silicato habían grabado un campo demasiado fuerte para ser inducido por la interacción del viento solar ambiente , y por lo que debe haber sido generado por el núcleo de la Tierra.

" Hemos ganado una idea bastante sólida de cómo el campo de la Tierra era fuerte en ese momento, pero sabíamos que era sólo la mitad de la película", dice Tarduno . "Necesitábamos entender cuánto viento solar que el campo magnético se desviaba porque eso nos diría lo que estaba ocurriendo , probablemente a la atmósfera de la Tierra. "

El viento solar puede despojarnos de la atmósfera de un planeta y bañar su superficie con radiación letal. Tarduno puntos a Marte como un ejemplo de un planeta que probablemente perdió su magnetosfera principios de su historia , dejando que el bombardeo de viento solar erosiona lentamente su atmósfera . Para descubrir qué tipo de viento solar de la Tierra tenía que lidiar, Tarduno empleó la ayuda de Eric Mamajek , profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Rochester.

Sorprendentemente , se sabe muy poco acerca de lo que está por debajo de la superficie de la Tierra. La comunidad científica está de acuerdo generaly que el mundo bajo nuestros pies se compone de cuatro capas: una corteza rocosa exterior , un manto de roca viscosa caliente, un núcleo externo líquido , el asiento del magnetismo , y un sólido núcleo hilado , interior.

La mención de los campos magnéticos a escala cósmica sigue siendo probable que se reunió con un silencio incómodo en algunos círculos astronómicos - y después de un poco de fiebre aftosa, barajar y carraspeo , la discusión se trasladó a temas más seguros. Pero mira , que están ahí fuera . Ellos probablemente juegan un papel en la evolución de las galaxias , si no la formación de galaxias - y son sin duda una característica del medio interestelar y el medio intergaláctico.  Se espera que la próxima generación de telescopios de radio, como LOFAR ( Low Frequency Array) y el SKA ( Square Kilometre Array) , hará que sea posible asignar estos campos en un detalle sin precedentes - por lo que incluso si resulta que los campos magnéticos cósmicos sólo juegan un papel insignificante en la cosmología de gran escala - que es por lo menos vale la pena echar un vistazo.

A nivel estelar, campos magnéticos juegan un papel clave en la formación de estrellas, al permitir una protoestrella para descargar el momento angular . En esencia , el giro de la protoestrella está frenado por la fricción magnética contra el disco de acreción que rodea - que permite la protoestrella para mantener el dibujo en más masa sin exprimir diferenciarse.   En el plano galáctico, los discos de acreción alrededor de agujeros negros estelares tamaño crean chorros de que inyectan el material ionizado caliente en el medio interestelar - mientras que los agujeros negros supermasivos centrales pueden crear chorros de que inyectan este tipo de material en el medio intergaláctico.

Científicos del Instituto de Tecnología de California y la UCLA han descubierto evidencia de "campos magnéticos ubicuos universales" que han impregnado profundamente el espacio entre las galaxias desde el momento del Big Bang. Físico de Caltech Shin'ichiro Ando y Alexander Kusenko , profesor de física y astronomía de la UCLA, estudiaron las imágenes de los objetos más poderosos del universo - agujeros negros supermasivos que emiten radiación de alta energía , ya que devoran estrellas en galaxias distantes - obtenidas por la NASA Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma . "Encontramos los signos de los campos magnéticos primordiales en el espacio profundo entre las galaxias ", dijo Ando.

Los datos de la nave espacial Polar de la NASA, alrededor del año 1998 , siempre a la búsqueda de pistas cruciales "portales" - una apertura extraordinaria en el espacio o el tiempo que se conecta a los viajeros a reinos lejanos. "Los llamamos X- puntos o regiones de difusión de electrones ", explica el físico de plasma Jack Scudder de la Universidad de Iowa . "Son lugares donde el campo magnético de la Tierra se conecta con el campo magnético del Sol , creando un camino ininterrumpido que va desde nuestro propio planeta a la atmósfera del Sol 93.000.000 millas de distancia. "