El camp magnètic de la Terra s'afebleix

Professors i investigadors de ciències de la terra a la Universitat de Rochester, als EUALa Terra està recoberta d’un camp magnètic. Aquest camp és el que fa que les brúixoles apuntin al nord i el que protegeix la nostra atmosfera del bombardeig constant de partícules carregades procedents de l’espai, com ara els protons. Si el planeta no tingués camp magnètic, les radiacions nocives anirien desgastant lentament la nostra atmosfera fins a eliminar-la, i és gairebé segur que la vida no existiria tal com la coneixem avui dia.

Potser us imagineu el camp magnètic terrestre com un factor atemporal i constant. Però la veritat és que el camp magnètic de la Terra canvia. Cada centenar de milers d’anys, aproximadament, el camp magnètic s’ha anat capgirant. El nord ha apuntat cap al sud i a l’inrevés. A més a més, quan el camp es capgira, tendeix a afeblir-se considerablement.

La zona més debilitada

El que ocupa els geofísics en l’actualitat és la constatació que la força del camp magnètic de la Terra s’ha anat reduint a un ritme alarmant al llarg dels últims 160 anys. Aquesta degradació del camp es concentra en una enorme extensió de l’hemisferi sud que s’estén des de Zimbàbue fins a Xile i que es coneix com a Anomalia de l’Atlàntic Sud. En aquesta zona, la força del camp magnètic és tan feble que els satèl·lits que hi orbiten per sobre estan en perill, atès que el camp ja no els protegeix de la radiació que interfereix en els seus sistemes electrònics. I el cas és que el camp continua afeblint-se, cosa que podria presagiar fenòmens encara més dramàtics, com ara una inversió dels pols magnètics. Un canvi d’aquesta envergadura afectaria els nostres sistemes de navegació i la transmissió de l’electricitat. L’espectacle de les aurores boreals podria aparèixer a latituds diferents. A més, durant una inversió dels pols, arribaria més radiació a la superfície de la Terra a causa de la gran feblesa del seu camp magnètic, cosa que també podria afectar els índexs de càncer.

Encara no acabem d’entendre plenament l’abast que podrien tenir aquests efectes, cosa que converteix la investigació en més urgent. Per descobrir-ho, estem recorrent a fonts probablement inesperades, entre les quals vestigis arqueològics africans de fa aproximadament 700 anys.

La gènesi del camp magnètic

El camp magnètic de la Terra és producte dels moviments convectius del ferro que existeix en forma líquida al nucli extern del nostre planeta. A partir de la quantitat ingent de dades sobre el comportament recent del camp magnètic obtingudes per observatoris i satèl·lits, podem elaborar models que ens indiquen l’aspecte del camp amb la mateixa precisió que si col·loquéssim una brúixola immediatament a sobre del turbulent nucli de ferro líquid de la Terra.

Aquestes anàlisis revelen un fet astorador: hi ha una zona de polaritat invertida sota el sud de l’Àfrica, al nivell de la frontera entre el nucli i el mantell, allà on el ferro líquid del nucli extern contacta amb una part lleugerament més sòlida de l’interior de la Terra. En aquesta zona, la polaritat del camp és contrària a la mitjana del camp magnètic planetari. Si poguéssim fer servir una brúixola a una certa profunditat sota el sud del continent africà, veuríem que, en aquesta regió insòlita, l’agulla apunta cap al sud. De fet, aquesta zona és la principal responsable de l’aparició de l’Anomalia de l’Atlàntic Sud. En simulacions numèriques apareixen zones anòmales semblants a la de l’Àfrica meridional immediatament abans que es produeixi una inversió geomagnètica.

En la història del planeta, els pols s’han capgirat freqüentment, però l’última inversió va ser fa uns 780.000 anys. Com és natural, l’afebliment accelerat que ha patit el camp magnètic els últims 160 anys i les condicions d’aquest afebliment ens porten a plantejar-nos què hi passava abans d’aquest període.

Arqueologia dels camps magnètics

En els estudis arqueomagnètics, els geofísics col·laboren amb arqueòlegs per aprendre sobre el passat del camp magnètic terrestre. A tall d’exemple, l’argila que s’emprava per fer objectes de terrissa conté petites quantitats de minerals magnètics, com ara la magnetita. Quan l’argila s’escalfa per fer-ne un atuell, els minerals magnètics que conté perden tot el magnetisme. En refredar-se, aquests minerals registren la direcció i la intensitat del camp magnètic en aquell moment. Si es pot determinar l’antiguitat de l’atuell o del jaciment arqueològic en què s’ha trobat (mitjançant la datació per radiocarboni, per exemple), es pot recuperar la història arqueomagnètica d’un indret.

Gràcies a aquesta mena de dades, disposem d’una història parcial de l’arqueomagnetisme a l’hemisferi nord. Per contra, les dades arqueomagnètiques de l’hemisferi sud de què disposem són escasses. Per a més concreció, pràcticament no hi ha dades de l’Àfrica meridional. I és precisament aquesta regió, juntament amb Sud-amèrica, la que podria aportar més informació sobre la història de la zona de polaritat invertida del nucli que és responsable de l’Anomalia de l’Atlàntic Sud que observem avui dia.

Tot i això, els ancestres dels actuals habitants de l’Àfrica meridional, agricultors de llengua bantu que treballaven el ferro i van començar a arribar a la regió fa entre 2.000 i 1.500 anys, ens van deixar algunes pistes involuntàries. Aquest poble de l’edat del ferro vivia en cabanes fetes d’argila i emmagatzemava el gra en graners d’argila compactada. Van ser els primers agricultors de l’edat del ferro a l’Àfrica meridional i depenien molt de les precipitacions.

Sovint les comunitats responien als episodis de sequera amb rituals purificadors en què es cremaven els graners d’argila. D’aquesta manera, un seguit d’episodis que devien ser tràgics per a aquest poble s’acabarien convertint en una benedicció per als experts en arqueomagnetisme molts segles després. Com passa quan es cou un atuell i es refreda, l’argila d’aquestes construccions va registrar informació sobre el camp magnètic terrestre quan es va refredar. De vegades, el terra d’aquestes cabanes i graners està intacte, cosa que ens permet recollir-ne mostres per obtenir informació sobre la direcció i la força del camp magnètic quan es van cremar. Cada parcel·la del terra d’aquestes estructures és un petit observatori magnètic, amb la seva brúixola congelada en el moment immediatament posterior a la crema.

Amb els nostres col·legues, hem centrat la recol·lecció de mostres en els jaciments arqueològics de poblats de l’edat del ferro que estan escampats per la vall del riu Limpopo. Avui dia aquesta vall limita amb Zimbàbue al nord, Botswana a l’oest i Sud-àfrica al sud. L’obtenció de mostres ens ha permès elaborar la primera història arqueomagnètica de l’Àfrica meridional entre els anys 1.000 i 1.600 dC. I hem descobert que va existir un període en el passat, al voltant del 1.300 dC, en què el camp magnètic en aquesta zona va perdre força a la mateixa velocitat que en l’actualitat. La seva intensitat va augmentar més tard, tot i que ho va fer a un ritme molt més lent.

L’ocurrència de dos intervals de degradació accelerada del camp magnètic (un fa 700 anys i l’altre en l’actualitat) apunta que es podria tractar d’un fenomen recurrent. ¿Podria ser que la zona de flux invertit que hi ha sota l’Àfrica meridional aparegués amb regularitat abans del període de què disposem de registres? Si fos el cas, per què hauria de tornar a aparèixer en aquesta regió?

En els últims deu anys, els investigadors han acumulat imatges obtingudes analitzant les ones sísmiques de terratrèmols. La velocitat a la qual les ones sísmiques secundàries es desplacen a través de les capes de la Terra és un indicador de la densitat de la capa que travessen. Avui dia sabem que la frontera entre el nucli i el mantell terrestres que hi ha sota l’Àfrica meridional es caracteritza per la presència d’una gran extensió en què es registren ones sísmiques secundàries lentes.