Curso 2007-2008

MAGNETISMO TERRESTRE:
Declinación magnética, cintos de Van Allen

            O fenómeno do magnetismo terrestre é o resultado do feito de que toda a Terra se comporta como un enorme imán. O físico e filósofo natural inglés William Gilbert foi o primeiro que sinalou esta similitude en 1600, aínda que os efectos do magnetismo terrestre se utilizaran moito antes nos compases primitivos. Un compás apunta na dirección Norte–Sur por tratarse dunha agulla imantada inmersa no campo magnético terrestre. Así a Terra ten polos magnéticos, os cales, na actualidade, non coinciden cos polos xeográficos. O polo Norte Magnético atópase a  1800 quilómetros do Polo Norte Xeográfico.

            A declinación magnética (tamén chamada variación magnética) é o ángulo que forma a compoñente horizontal do campo magnético terrestre (meridiano magnético) co meridiano xeográfico (meridiano verdadeiro). Noutras palabras, é a diferenza entre o norte xeográfico e o norte indicado por un compás (tamén chamado norte magnético). Cando ese ángulo se presenta ao oeste do norte xeográfico, fálase de declinación oeste e no caso oposto falarase de declinación leste. A declinación é positiva cando o norte magnético se atopa ao leste do norte xeográfico e será negativa cando se atopa ao oeste.
            Este ángulo varía coa posición xeográfica e en certa medida co tempo. Determináronse a magnitude, o signo e o cambio anual da declinación da maioría dos lugares da superficie terrestre.

            Os polos que representan o eixe rotacional da Terra non se corresponden cos polos magnéticos porque a posición destes varía constantemente. Nos mapas de grande precisión, a frecha orientada cara ao norte está dividida en dúas partes, unha que indica o norte polar e outra o magnético. A diferenza angular entre elas é a declinación magnética do mapa. A declinación varía segundo a posición no planeta e tamén cambia co tempo e o movemento dos polos. A declinación dalgunhas localidades cambia en varios minutos ao ano. As liñas de lonxitude están orientadas cara ao eixe rotacional da Terra, os mapas dixitais elabóranse tomando como referencia este eixe e normalmente non teñen en conta o norte magnético.

Determinación da declinación magnética:

Mediante un gnomon (de construción artesanal) trazamos a liña xeográfica Norte–Sur (é a sombra que proxecta o gnomon) xusto ao mediodía solar. A continuación, sobre a liña xeográfica Norte–Sur, colocamos un compás e marcamos  aliña magnética Norte–Sur. O ángulo que forman as dúas liñas márcanos a declinación magnética que temos neste lugar.

            Para maior seguridade, realizamos o experimento en varios días, e obtivemos a media das medidas obtidas, dándonos un valor aproximado dun ángulo de   3.7º .  Consultada en internet a declinación existente coas coordenadas de Cambados, sae unha declinación de 3.5º.
 

Pica para agrandar

                 Un contador “Geiger” (dispositivo que responde ao paso dunha partícula con carga eléctrica) instalouse no primeiro satélite estadounidense, o Explorer 1, lanzado o 31 de xaneiro de 1958. Con el obtívose a primeira evidencia de que a Terra está rodeada de rexións que conteñen partículas cargadas de alta enerxía. Estas rexións chamáronse cintos de radiación de Van Allen, en honor do físico estadounidense James A. Van Allen (1914-2006) da Universidade de Iowa, que estivo ao fronte do equipo de científicos que dirixiron os experimentos.

            Os cintos de radiación que rodean a Terra, constan de electróns e protóns capturados nunha rexión de forma toroidal centrada arredor do ecuador magnético. Esta rexión esténdese dende algúns centos de quilómetros sobre a Terra ata uns 48.000 a 64.000 km. Os electróns e protóns proceden dos raios cósmicos y do vento solar, un fluxo continuo de partículas —sobre todo de electróns e protóns— que emanan do Sol. As partículas son arrastradas en percorridos helicoidais sobre as liñas do campo xeomagnético pola forza de Lorentz (forza exercida por un campo eléctrico e un campo magnético sobre unha carga eléctrica en movemento). Dado que o campo magnético aumenta preto dos polos da Terra as partículas móvense dun lado a outro en percorridos helicoidais entre os polos norte e sur da Terra. A maior parte dos protóns de alta enerxía atópanse no cinto interior a unha altitude de 3.200 km; os electróns están máis concentrados nun cinto exterior que se estende a moitos radios da Terra no espazo.

            Os circuítos electrónicos e as células solares das naves espaciais deterióranse coas exposicións longas aos protóns rápidos, capaces de penetrar varios milímetros no metal. Os cintos de radiación de grande intensidade arredor de Xúpiter esixiron unha protección eficaz para os circuítos electrónicos das naves espaciais. Para os seres vivos, a radiación ten os efectos daniños xerais da radiación ionizante, e polo tanto, as misións espaciais planifícanse de xeito que se reduza ao mínimo a exposición dos astronautas ás rexións máis intensas dos cintos de radiación.

Aurora boreal

            A  aurora  é un brillo que aparece no ceo nocturno, usualmente en zonas polares, por iso a chaman aurora polar. Na latitude norte coñécese como  “aurora boreal ”, cuxo nome provén de Aurora, a deusa romana do amencer, e da palabra grega boreas  que significa norte, debido a que en Europa aparece normalmente no horizonte dun ton vermello como se o sol emerxese dunha dirección inusual.

A aurora boreal, normalmente ocorre de setembro a outubro e de marzo a abril. O seu equivalente na latitude sur chámase aurora austral.

Esta imaxe amósanos unha aurora austral.

            Unha aurora prodúcese cando unha exección de masa solar choca cos polos norte e sur da magnetosfera terrestre (Rexión exterior á Terra, a partir duns 100 km de altura) , producindo unha luz difusa pero predominante proxectada na ionosfera terrestre (Conxunto de capas da atmosfera que están por riba dos 80 km).

            Ocorren cando partículas cargadas (protóns e electróns) procedentes do sol, son guiadas polo campo magnético da Terra e inciden na atmosfera preto dos polos. Cando esas partículas chocan cos átomos e moléculas de osíxeno e nitróxeno parte da enerxía da colisión excita eses átomos a niveis de enerxía tales que cando se desexcitan devolven esa enerxía en forma de luz visible.  As auroras teñen formas, estruturas e cores moi diversos que ademais cambian rapidamente co tempo.

            Este fenómeno non está restrinxido á Terra. Outros planetas do sistema solar amosan fenómenos análogos, como é o caso de Xúpiter e Saturno, que posúen campos magnéticos máis fortes cá Terra.

            Esta imaxe pertence a unha aurora formada en Xúpiter.