El plasma
Al Plasma se le llama a veces "el cuarto estado de la materia", ademas de los tres conocidos, solido, liquido y gas. Es un gas en el que los atomos se han roto, que esta formado por electrones negativos y por iones positivos, atomos que han perdido electrones y han quedado con una carga electrica positiva y que estan moviendose libremente.
Donde vivimos nosotros, en la baja atmosfera, cualquier atomo que pierde un electron (p.e., cuando es alcanzado por una particula cosmica rapida) lo recupera pronto o atrapa otro. Pero la situacion a altas temperaturas, como las que existen en el Sol, es muy diferente. Cuanto mas caliente esta el gas, mas rapido se mueven sus moleculas y atomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos atomos moviendose muy rapidamente son lo suficientemente violentas como para liberar los electrones. En la atmosfera solar, una gran parte de los atomos estan permanentemente "ionizados" por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma.
A diferencia de los gases frios (p.e. el aire a la temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magneticos. La lampara fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su componente principal es el vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la linea de fuerza a la que esta conectada la lampara. La linea hace positivo electricamente a un extremo y el otro negativo (vea el dibujo inferior) causa que los iones (+) se aceleren hacia el extremo (-), y que los electrones (-) vayan hacia el extremo (+). Las particulas aceleradas ganan energia, colisionan con los atomos, expulsan electrones adicionales y asi mantienen el plasma, incluso aunque se recombinen particulas. Las colisiones tambien hacen que los atomos emitan luz y, de hecho, esta forma de luz es mas eficiente que las lamparas tradicionales. Los letreros de neon y las luces urbanas funcionan por un principio similar y tambien se usan (o usaron) en electronica.
MAGNETISMO TERRESTRE
El fenomeno del magnetismo terrestre es el resultado del hecho de que toda la Tierra se comporta como un enorme iman. El fisico y filosofo natural ingles William Gilbert fue el primero que sean esta similitud en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se habian utilizado mucho antes en las brujulas primitivas.
Los polos magneticos
Los polos magneticos de la Tierra no coinciden con los polos geograficos de su eje. El polo norte magnetico se situa hoy cerca de la costa oeste de la isla Bathurst en los Territorios del Noroeste en Canada. El polo sur magnetico se situa hoy en el extremo del continente antartico en Tierra Adelia.
El estudio de la intensidad del campo magnetico de la Tierra es valioso desde el punto de vista de la ciencia pura y de la ingenieria y tambien para la pros
peccion geologica de minerales y de fuentes de energia. Las medi
ciones de intensidad se hacen
con instrumentos llamados magne
tometros, que determinan la inten
sidad total del campo y las inten
sidades en direccion horizontal y vertical. La intensidad del campo magnetico de la Tierra varia en diferentes puntos de su superficie. En las zonas templadas asciende a unos 48 amperios/metro, de los cuales un tercio se da en direccion horizontal.
La Brujula
Una brujula no apunta hacia el verdadero Polo Norte de la Tierra. Por el contrario, apunta hacia el Polo Norte Magnetico. Actualmen
te el Polo Norte Magnetico cambia de posicion diariamente en una ruta.
La inversion del campo magnetico
Se descubrio gracias al estudio de rocas. Mas concretamente, estudiando rocas volcanicas. Estas rocas tienen la peculiaridad de que cuando emergen del volcan en forma de lava y despues comienzan a solidificarse, sus componentes metalicos se polarizan siguiendo el campo magnetico terrestre. Estudiando
rocas erupcionadas en diferentes epocas, descubrieron los cientificos que habia algunas muy antiguas con sus componentes polarizados en sentido contrario. Eso indicaba que en una epoca lejana, el campo magnetico terrestre estaba invertido.
En este grafico se puede ver como el norte magnetico ha cambiado de posicion desde el año 1831.
Existen 2 tipos de cambios por causa de la inversion, el primero es el cambio de posicion. Actualmente el polo norte (mag
netico) que como se dijo, esta localizado en el norte de Canada, va cambiando su posicion a razon de 10 kms/año y ultimamente lo esta haciendo a un ritmo de 40 kms/año.
El segundo cambio es el cambio de polaridad del campo magnetico terrestre.Este cambio se produce cada 300000
años aproximadamente. Este dato no seria preocupante porque es tan elevado. Pero el problema se concentra en que el ultimo cambio se hizo hace 780000 años, a eso se le añade que en el ultimo siglo el campo magnetico se ha debilitado un 10%.
¿Por que la Tierra tiene un campo magnetico?
La conductividad electrica del plasma del corazon de la Tierra deberia ser capaz de apagar el actual campo magnetico en solo unos miles de años. Todavia nuestra Tierra de mas de 5.000 millones de años causa claramente un gigante iman que apunta hacia el norte. El misterio todavia se esta estudiando, pero reciente
mente se cree que pueda ser debido a los movimientos del liquido exterior del corazon terrestre. Especificamente, conforme las porciones del corazon exterior se enfrian y caen, los oceanos de liquidos ricos en hierro y magma, suben forzados en un movimiento helicoidal por el giro de la Tierra. Debido a este movimiento se regenera el magnetismo terrestre segun opinan ahora muchos geologos. La imagen, muestra una simulacion por ordenador de las resultantes lineas de campo magnetico hasta un radio de dos Tierras, con las lineas de arriba dirigidas hacia dentro, y las lineas de abajo dirigidas hacia afuera.
Las lineas de campo
Las lineas de campo convergen donde la fuerza magnetica es mayor y se separan donde es mas debil. Por ejemplo, en una barra imantada compacta o "dipolo", las lineas de campo se separan a partir de un polo y convergen en el otro y la fuerza magnetica es mayor cerca de los polos donde se reunen. El comportamiento de las lineas en el campo magnetico terrestre es muy similar.
Las lineas de campo fueron introducidas por Michael Faraday, que las denomino "lineas de fuerza".
Durante muchos años fueron vistas meramente como una forma de visualizar los campos magneticos y los ingenieros electricos preferian otras formas, mas utiles matematicamen
te. Sin embargo no era asi en el espacio, donde las lineas eran fundamentales para la forma en que se movian los electrones e iones. Estas particulas cargadas electricamente tienden a permanecer unidas a las lineas de campo donde se asientan, girando en espiral a su alrededor mientras se deslizan por ellas, como las cuentas de un collar.
La intensidad del campo magnetico terrestre
La intensidad del campo magnetico terrestre varia con la latitud: desde 25 µT en el ecuador magnetico (30 µT en el geografico) hasta aproximadamente 67 µT en los polos.
