Efectos de las manchas solares en el clima terrestre y campo electromagnético de la Tierra

Enviada por  Roberto Carlos
Me gustaria que me explicaseis los efectos de las manchas solares en el clima terrestre y que es el campo electromagnético de la Tierra (por qué existe, como puede desaparecer, efectos de que no exista en otros planetas).

Las manchas solares son sencillamente zonas del Sol que se encuentran más frías que la parte que las rodea. En realidad se encuentran a unos 4000 grados, pero esto es frío comparado con los 6000 grados que hay aproximadamente de temperatura media en la superficie solar. Esta diferencia de temperatura es suficiente para hacer que las zonas frías se vean notablemente más oscuras que las calientes. La formación de estas manchas tiene lugar por la conjunción de dos causas: Por un lado, el material de las capas más superficiales del Sol se ve obligado a moverse por el camino marcado por el campo magnético, y por otra parte, el campo magnético en la superficie del Sol se complica y marca complejos caminos conforme el Sol avanza en su ciclo de actividad de 11 años. Así, al principio del ciclo apenas hay manchas y al final hay muchas. El ciclo termina cuando el campo magnético solar vuelve a tomar una forma sencilla y desaparecen las manchas y explosiones en la superficie solar.

En principio, las mancas solares no tienen ningún efecto sobre el clima terrestre. No suponen una bajada de temperatura en la Tierra, porque no hay diferencia apreciable entre la luz que emite el Sol cuando hay manchas y cuando no. De hecho, las manchas solares no afectan de ninguna forma a la Tierra. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de otros efectos asociados también a la complejidad del campo magnético en la superficie solar: la eyección de material. En la superficie del Sol, en periodos activos (en una fase avanzada del ciclo solar de 11 años), se producen fuertes y abundantes explosiones en las que se eyecta gran cantidad de material a enormes velocidades. Parte de este material llega a veces a la Tierra. Se trata de partículas microscópicas (protones, electrones, ...) pero vienen en gran cantidad y a gran velocidad, así que interaccionan notablemente con la Tierra. Por suerte no llegan a la superficie (podrían hacernos mucho daño) porque tenemos dos barreras de protección. La primera es el campo magnético terrestre. De nuevo el material está obligado a seguir el camino marcado por el campo magnético, pero esta vez se trata del campo magnético de la Tierra, que es muy sencillo, y que conduce las partículas a los polos de nuestro planeta. Esto protege a todos los que no vivimos en los polos, que somos la mayoría, pero ¿qué ocurre allí? Pues que una segunda barrera frena las partículas: la atmósfera. Al igual que la capa de aire que tenemos sobre nuestras cabeza es capaz de frenar un meteoro, ponerlo incandescente por el rozamiento y desintegrarlo antes de que llegue al suelo, puede también frenar las avalanchas de partículas procedentes del Sol, como si se tratara de una lluvia de muchos meteoros microscópicos. El efecto de este frenado es la aparición en el cielo de grandes masas de aire coloreado de diversos y cambiantes tonos (aurora boreal o austral).

Otra cuestión interesante es de dónde procede el campo magnético de la Tierra. El núcleo terrestre está formado fundamentalmente por hierro y también por algo de níquel, y estos materiales pueden formar imanes, pero la hipótesis de la existencia de un imán en el núcleo terrestre se descarta porque la temperatura allí supera con creces el límite a partir del cual el hierro y el níquel dejan de comportarse como imanes. Según las leyes del Electromagnetismo, la única forma de producir un campo magnético sin un imán es poner cargas en movimiento.El núcleo terrestre tiene una capa externa en estado líguido (material cargado), y la teoría aceptada actualmente para explicar el campo magnético de la Tierra se basa en la idea de que ese material circula. Esta teoría se denomina "de la dinamo autosustentada". En ella es necesario un pequeño campo inicial, que puede venir incluso del exterior, y a partir de éste y de las correintes del fluido, se forma un nuevo campo mucho más intenso que el inicial y en la misma dirección y sentido. Este nuevo campo sirve de semilla para la generación de sí mismo, y así se mantiene. El procedimiento exacto por el que se crea el campo es largo y complejo, y requiere conocimientos profundos de Electromagnetismo. Fue propuesto por primera vez por Elsasser en 1946. La orientación del campo formado es cambiante. De hecho, se conocen épocas en las que ha estado invertido con respecto a la orientación actual. Su orientación en estos días es de unos 10 grados respecto de la recta que une los polos geográficos de la Tierra. Obviamente, otros planetas, pueden tener un campo magnético por este mecanismo sólo si poseen material líguido y cargado en su interior.

Respecto a otros planetas del Sistema Solar sabemos que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (gracias a las sondas como las Voyager, pioner, etc..) poseen también campo electromagnético, y que son mucho más fuertes que el terrestre. En concreto el de Júpiter es unas 20000 veces el de la Tierra, de hecho Júpiter presenta espectaculares auroras que podemos ver desde la Tierra. Su origen no es conocido porque no tenemos certeza de como es el núcleo de estos planetas.  También Mercurio tiene campo electromagnético, aunque muy débil, pero curiosamente no se ha encontrado campo electromagnético en Venus. Marte y la Luna tampoco presentan un campo electromagnético global, pero poseen rocas magnetizadas lo que indica que si poseyeron campo en el pasado, pero ¿cómo lo perdieron?...aún no lo tenemos claro…una astropregunta para el futuro…