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Internal Dynamics and Magnetic field generation in rocky bodies: planets and large moons in the solar system

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El origen profundo de los campos magnéticos en planetas y lunas

Un viaje al centro de la Tierra sigue perteneciendo al ámbito de la ciencia ficción, pero entender qué genera el campo magnético en su núcleo podría revelar nuevas pistas sobre lo que la convirtió en un planeta habitable. Esa es exactamente la finalidad de un proyecto financiado con fondos europeos.

Espacio

El proyecto InDyMag (Internal Dynamics and Magnetic field generation in rocky bodies: planets and large moons in the solar system) pretende desvelar los misterios de los campos magnéticos en satélites y planetas rocosos. Cuenta con el apoyo del programa Acciones Marie Skłodowska-Curie y contribuye a aclarar la forma en que se generan estos campos y cómo podrían haber evolucionado con el tiempo. Para conocer mejor estos procesos, el equipo del proyecto confronta modelos matemáticos con datos de campos magnéticos propios de los planetas del sistema solar interior.

Alimentar la dinamo de la Tierra

Se ha demostrado que todos los cuerpos rocosos de nuestro sistema solar —cuatro planetas rocosos y algunos satélites— han generado magnetismo en algún momento de su existencia. Los investigadores estudiaron la cristalización de los núcleos planetarios, una de las principales causas de los campos magnéticos, que se produce cuando elementos metálicos como el hierro se enfrían por debajo de su punto de congelación. Los efectos de la presión hacen que esto suceda en el centro en la mayoría de los núcleos y en el caso de la Tierra, por ejemplo, el resultado es un núcleo interno de hierro sólido, recubierto de un núcleo externo fluido de hierro líquido. «La cristalización del hierro y otros elementos deja el núcleo líquido desprovisto de elementos pesados, convirtiéndolo en más ligero que su entorno y generando flujos, similares a los del agua en una olla caliente. Puesto que el núcleo externo es principalmente un fluido electroconductor, los movimientos generan un campo eléctrico, seguido de un campo magnético. Este mecanismo se conoce como la geodinamo», explica Benoit Langlais, director de Investigación del Laboratorio de Planetología y Geodinámica, unidad de investigación conjunta del CNRS, la Universidad de Nantes y la Universidad de Angers, que auspicia el proyecto. El equipo descubrió que podrían haberse sobreestimado los efectos de la cristalización en la generación de la dinamo. «En el caso de núcleos pequeños como el de la Luna, o que se congelan muy rápido, podemos obtener núcleos esponjosos: imagínense una esponja llena de agua», afirma Marine Lasbleis, beneficiaria de una beca individual de investigación Marie Skłodowska-Curie e investigadora principal de InDyMag. «Este núcleo interno poroso puede retener líquido e impedir que se mezcle de forma eficiente con el núcleo externo líquido». Aunque se sabe que la cristalización desempeña un papel importante en la generación del actual campo magnético de la Tierra, una pregunta clave que queda por responder es lo que ocurrió antes de que su núcleo interno comenzara a cristalizarse. «Las pruebas de la existencia de un campo magnético en la Tierra se remontan a la época Arcaica, miles de millones de años antes del momento en que se estima que se formó el núcleo interno», señala Langlais. El equipo de InDyMag colabora con investigadores de Francia, Alemania, Reino Unido y Estados Unidos para profundizar en esta antigua dinámica.

Evaluar la habitabilidad

Los resultados de InDyMag también podrían servir de base para futuras investigaciones que exploren la relación entre la presencia de un campo magnético y la aparición de entornos habitables. «Se ha propuesto la existencia de un campo magnético como forma de evaluar la habitabilidad de un determinado planeta», afirma Lasbleis. La habitabilidad de un cuerpo celeste depende de muchos aspectos diferentes, como por ejemplo la temperatura de la superficie, la composición de la atmósfera y la presencia de agua, añade. Estos factores se ven afectados tanto por condiciones externas, por ejemplo, la irradiación solar, como por dinámicas internas, como el vulcanismo, que a su vez está directamente relacionado con el magnetismo.

Palabras clave

InDyMag, campo magnético, planeta, luna, cuerpos rocosos, cristalización, núcleo interno, núcleo externo, núcleo líquido, geodinamo, habitabilidad

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