¿Por qué los océanos de la Tierra no generan un campo magnético?

Question

Aquí se han planteado muchas preguntas sobre por qué la Tierra tiene un campo magnético, por ejemplo,

• ¿Cuál es el origen del campo magnético de la Tierra?

• ¿Cómo funciona la dinamo interior de la Tierra?

• ¿Cómo puede ser geodinámico un núcleo planetario eléctricamente neutro?

• ¿Por qué tiene la Tierra un campo magnético?

A riesgo de simplificar un poco, la respuesta es la siguiente teoría de la dinamo . La convección en un fluido giratorio conductor de la electricidad -en este caso, el metal fundido del núcleo del planeta- crea corrientes eléctricas que, a su vez, generan un campo magnético.

Por qué no ¿ocurre lo mismo en los océanos? Un gran océano como el Pacífico parece tener todas las propiedades generales necesarias para una dinamo. Está hecho de agua salada conductora; tiene flujos masivos significativos (de hecho, las corrientes oceánicas son mucho más rápidas que las corrientes convectivas en el núcleo); y gira con el planeta. ¿Es la mayor resistividad la diferencia clave? Si es así, ¿podría un océano más salado generar un campo magnético?

Answer 1

Los océanos de la Tierra do de hecho generan un campo magnético medible $^{[1][2]}$ . Como ya han señalado, el movimiento de las partículas cargadas genera campos magnéticos, por lo que tiene sentido que los océanos de la Tierra hagan lo mismo. De hecho, los océanos contribuyen (aunque sea poco) al campo magnético de la Tierra. en general campo magnético.

Las sales en movimiento dentro de los océanos tienen carga eléctrica, lo que significa que hay corrientes eléctricas, y puesto que los océanos se mueven en ciclos, el movimiento de las mareas, etc., como usted ha señalado, los océanos contribuyen al campo magnético total de la Tierra.

En la imagen inferior vemos cómo se distribuye este campo magnético por el hemisferio norte, con Estados Unidos y Canadá en el centro de la esfera, y cómo varía su intensidad en distintos puntos. La Agencia Espacial Europea lanzó en 2013 tres satélites, un sistema llamado Enjambre que fue diseñado para estudiar en detalle el campo magnético terrestre y también se utilizó para cartografiar el campo magnético que emana de los océanos.

Como puede observarse, el campo magnético generado por el océano es por término medio $(1 \ \text{to} \ 2)\times 10^{-9}$ Tesla a nivel del mar. Este campo va a aproximadamente $10^{-9}$ Tesla a la altura de unos cientos de kilómetros, o altura media de los satélites. Esto significa que este campo magnético es de unos $20,000 \times$ menor que el campo magnético terrestre ( $\approx 40\mu$ Tesla) causado por el movimiento de partículas cargadas en el núcleo de la Tierra.

Referencias :

1. Análisis de los campos magnéticos inducidos por las mareas oceánicas Revistas de la AGU , 08 de noviembre de 2019.

2. Mareas oceánicas y campos magnéticos Un breve vídeo de la NASA y enlaces en él con otros interesantes efectos magnéticos de los océanos terrestres.

Answer 2

Como dijo joseph h, los océanos sí contribuyen al campo magnético, y la razón de que esta contribución sea pequeña es simplemente que los océanos son muy fino en comparación con el radio de la Tierra. Como resultado, las corrientes de convección verticales no tienen la oportunidad de captar suficiente fuerza de Coriolis para impulsar una dinamo autosostenida.

Tampoco hay otros cuerpos en el sistema solar con océanos que actúen como dinamos completas, aunque especialmente en el caso de algunas lunas jovianas los océanos subsuperficiales tienen una interacción magnética bastante marcada con la magnetosfera de Júpiter. Esto es especialmente notable en el caso de Europa, que no tiene una dinamo de núcleo líquido, mientras que Ganímedes también tiene un núcleo de dinamo similar al de la Tierra.

Lo más parecido a una dínamo oceánica que tenemos en el sistema solar son Urano y Neptuno. Ambos tienen importantes campos magnéticos intrínsecos (y magnetosferas), pero los campos son muy diferentes de los de la Tierra, Júpiter o el Sol, es decir, no son dipolos en ninguna aproximación razonable. La razón más probable es que la región de la dinamo activa está mucho más cerca de la "superficie" que en el caso de la Tierra, y el material que fluye tendría que ser una combinación de agua, amoníaco e iones diversos.

Schilling et al. 2007: Interacción variable en el tiempo de Europa con la magnetosfera joviana: Restricciones sobre la conductividad del océano subsuperficial de Europa

Schubert et al. 1996: El campo magnético y la estructura interna de Ganímedes

Stanley y Bloxham 2006: Modelos numéricos de dinamo de los campos magnéticos de Urano y Neptuno

Answer 3

Tal vez sea bueno señalar cómo surge este campo. Es de esperar que no haya campo, ya que las corrientes están cargadas positiva y negativamente por igual. Por sí solas no producen un campo magnético. Sólo se produce si ambas corrientes interactúan con el campo magnético de la Tierra. Estas corrientes se separan porque se mueven a través del campo magnético. Cuando están separadas pueden producir sus propios campos magnéticos locales no anulados por la corriente opuesta (lo que ocurriría si no estuvieran separadas),
Si la Tierra no produjera un campo magnético, los océanos serían neutros.