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10. Gauss y el Campo Magnético Global

El interés público en las ciencias le debe mucho a Alexander Von Humboldt (1769--1859). Alexander, cuando era un joven, exploró las selvas de América del Sur, pero gran cantidad de su vida la pasó en París, donde atrajo la atención pública, incansablemente, hacia los logros en las ciencias naturales. Al final de su vida integró sus conocimientos científicos en un monumental conjunto de volúmenes denominado "Kosmos".

Carl Friedrich Gauss

Reuniéndose Humboldt, en 1828, con el mayor matemático alemán de su tiempo, Carl Friedrich Gauss, le sugirió que debía emplear su talento en los misterios del magnetismo. Gauss y su colega Weber construyeron un laboratorio para el estudio del magnetismo, en el que, entre otras cosas, inventaron el primer telégrafo magnético.

Hasta ese momento, la brújula, y "aguja" sobre un eje horizontal que apuntaba hacia abajo, medían bien la dirección de la fuerza magnética, pero ¿cómo se medía su fuerza? Gauss ideó un método ingenioso para conseguirlo, usando un imán auxiliar; es hoy en día un popular ejercicio de laboratorio para estudiantes.

También conoció un método usado en mecánica celeste para el análisis de la gravedad y lo aplicó para la descripción de la región de las fuerzas magnéticas de la Tierra, su "campo magnético". También ese método está aún en uso: representa el campo como la suma de un "dipolo" predominante norte-sur (2 polos, como una barra imantada) cuya fuerza disminuye con la distancia r como 1/r³, más un "4 polo" disminuyendo 1/r⁴, más un "8 polo" disminuyendo 1/r⁵, y así sucesivamente. El campo de un "monopolo" aislado probablemente disminuirá como1/r², de la forma en que lo hace la gravedad, pero nunca se ha observado un polo único, siempre se originan (al menos) en pares.

Las nuevas herramientas para una mejor observación y descripción del campo magnético terrestre conducen a mejores observaciones mundiales. Gauss y Weber organizaron una "Unión Magnética" para el establecimiento de observatorios, y Humboldt atrajo al Zar de Rusia para crear una cadena de observatorios por toda Siberia. Sin embargo, la mayor ayuda le vino del Imperio Británico, cuya "Cruzada Magnética", liderada por Sir Edward Sabine levantó estaciones desde Canadá a Tasmania (conocidas como "Territorio de Van Diemen"). La vasta red de estaciones no solo hicieron posible los primeros modelos globales del campo, sino que también demostraron el carácter mundial de las tormentas magnéticas.

Se pueden comparar hoy en día los modelos magnéticos, algunos basados en observaciones desde satélites, a los comenzados por Gauss hace más de 150 años. Se observa una tendencia: el campo "dipolo" dominante se está haciendo más débil, un 5% por siglo (el porcentaje puede haberse incrementado desde 1970). En el caso improbable de que continúe igual la tendencia, dentro de unos 1500-2000 años se invertirá la polaridad magnética terrestre.

El campo magnético terrestre no desaparecerá, porque otros componentes del campo (4 polos, etc.) se harán entretanto más fuertes, y como ha mostrado el difunto Ned Benton, la energía magnética total permanece prácticamente igual. Pero la dirección dominante de la brújula se invertirá, y el "magnetismo fósil" de la rocas sugiere que esto, en verdad, ha ocurrido muchas veces durante la historia geológica, la más reciente hace unos 700,000.

Cronología del geomagnetismo

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Author and Curator: Dr. David P. Stern
Escríbele al Dr.Stern: (En Inglés por favor): earthmag("at" symbol)phy6.org

Traducción al español por J. Méndez
Última Actualización: 11-25-2001