Época instrumental e histórica (10 100 años)

Le Mouël et al. (2005) centraron su estudio en la escala decenal y descubrieron una correlación entre lo que ellos denominaron la “tendencia magnética total” y la variabilidad solar (Figura 2.17). Esta "tendencia magnética total" fue obtenida tras aplicar diversos filtros a series temporales de índices construidos a partir de las variaciones de alta frecuencia del campo geomagnético, unidas a las corrientes externas de la ionosfera y la magnetosfera, forzadas por el viento solar y las radiaciones electromagnéticas. Estos índices se definen como el rango (máximo menos mínimo) de los valores medios horarios de cada componente del vector geomagnético medido durante un día completo. Se puede también calcular un índice alternativo como la suma de los cuadrados de las diferencias de sucesivos valores horarios durante un día completo. Los resultados aportados por uno u otro conjunto de índices son análogos. Estos autores postularon que si la actividad solar se correlacionaba con el clima en escalas históricas y la correlación observada por Le Mouël et al. (2005) era cierta, entonces esta “tendencia magnética total” también estaría correlacionada con la evolución de la temperatura global, lo cual, si observamos la Figura 2.17, ocurre sólo hasta mediados de los 80. Desde luego, la relación estudiada por estos autores no implicaría una conexión del magnetismo terrestre al clima, sino más bien en este caso la relación causal estaría dada desde el Sol al clima y a los cambios magnéticos.

Figura 2.17. Evolución temporal durante el siglo XX de los promedios cada 11 años de índices geomagnéticos basados en el

módulo del campo geomagnético en los observatorios de Eskdalemuir (ESK) y Sitka (SIT) comparados con la irradiancia solar S(t) y la temperatura media global T sobre el globo. Los índices magnéticos son de Le Mouël et al. (2005), y su definición está explicada en el texto. Las temperaturas son de Jones et al. (1999). La irradiancia procede de Solanki (2002). Todas las curvas se encuentran normalizadas mediante la eliminación de su media y su división por la raíz cuadrada de su amplitud sobre el intervalo temporal completo. El eje vertical es por tanto adimensional y permite comparar directamente todas las curvas. De Courtillot et al. (2007).

En 2006, Vieira & da Silva (2006) discutieron la posibilidad de que las variaciones en la cubierta de nubes en el sur del Océano Pacífico estuvieran relacionadas con la presencia de la Anomalía del Atlántico Sur (SAA), y que el mecanismo causal involucrara una interacción rayos cósmicos-nubes, más fuerte en la región del campo más baja.

33 La SAA (Figura 2.18) es un rasgo de gran escala del campo geomagnético que se caracteriza por la presencia de valores de intensidad anómalamente bajos comparados con los esperados en las latitudes geomagnéticas en las que se encuentra. Se trata de la mayor anomalía que se observa en el campo geomagnético actualmente. Si delimitamos la SAA por la isolínea de intensidad magnética de 32000 nT (ver Figura 2.18), se puede observar que ocupa la mayor parte del Atlántico Sur, Sudamérica, la parte suroriental del Océano Pacífico y la costa occidental africana, y su crecimiento se lleva produciendo durante los últimos 400 años (Pavón-Carrasco & De Santis, 2016). Fue descubierta por primera vez en 1958 (Van Allen & Frank, 1959) y desde entonces ha sido estudiada intensamente. Es a menudo atribuida a la inclinación del dipolo excéntrico con respecto al centro de la Tierra (Fraser-Smith, 1987; Pinto et al., 1992), y recientes trabajos (Hulot et al., 2002; Olson & Amit, 2006;

Gubbins et al., 2006; De Santis & Qamili, 2010, Pavón-Carrasco & De Santis, 2016) vinculan su aparición a un lóbulo de flujo inverso sobre la frontera entre el manto y el núcleo externo terrestre que causa un significativo decrecimiento del campo geomagnético en las latitudes donde se observa la SAA.

Figura 2.18. Mapa de a) intensidad del campo geomagnético y b) componente radial del campo geomagnético en la frontera

manto-núcleo (CMB, por sus siglas en inglés, Core-Mantle Boundary) calculada teniendo en cuenta la suma de la contribución dipolar, cuadrupolar y octupolar, en 2015.0. Con línea blanca se ha marcado el contorno de la Anomalía del Atlántico Sur, considerada como la línea de contorno de 32000 nT. Adaptada de Pavón-Carrasco & De Santis (2016).

En 2012, De Santis y colaboradores correlacionaron el aumento del área de la SAA sobre la superficie terrestre con el aumento del nivel global del mar (GSL por sus siglas en inglés, Global Sea Level) y las anomalías de temperatura global media durante los últimos 300 años. En este trabajo se observó que las tres variables presentaban una tendencia similar desde el año 1700 hasta la actualidad (Figura 2.19) y propusieron tres posibles mecanismos físicos para explicarlo:

1) Un aumento en el área de la SAA facilitaría la entrada de partículas cargadas desde el espacio, lo cual implicaría un calentamiento de la atmósfera y un consecuente deshielo de las principales capas de hielo del planeta (la Antártida y Groenlandia) que finalmente causaría un aumento en el nivel global del mar.

34 2) Una posible disminución de la capa de ozono en la estratosfera superior sobre la región del Atlántico Sur podría modificar el flujo radiativo en la parte alta de la atmósfera, desencadenando cambios meteorológicos y también efectos en determinados patrones climáticos.

3) Un mecanismo interno donde las variaciones del campo geomagnético y el nivel global del mar compartirían un origen común. Una fuerza convectiva en el núcleo externo sería la causa tanto de una variación del campo geomagnético como de una deformación elástica en la superficie de la Tierra (Greff- Lefftz et al., 2004).

Figura 2.19. Área de la Anomalía del Atlántico Sur (SAA, línea negra delgada), nivel global del mar (GSL, línea negra gruesa)

y anomalía de la temperatura global media (línea gris). De De Santis et al. (2012). 2.3.1.3. Época arqueológica (103 _{- 10}4 _años)

En escalas de tiempo arqueológico (i.e. los últimos milenios), Gallet et al. (2005)

compararon el avance y retroceso de glaciares alpinos (Holzhauser et al., 2005) durante los últimos 3000 años con las variaciones en la intensidad del campo magnético terrestre en París estimado a partir de datos arqueomagnéticos. Estos autores observaron que períodos fríos parecían corresponder con aumentos en la intensidad del CMT (Figura 2.20), y propusieron un posible mecanismo conductor de cambios climáticos a escala centenal que involucraría lo que ellos llamaron jerks arqueomagnéticos (Gallet et al., 2003): cambios bruscos en la dirección del campo geomagnético asociados con máximos de intensidad. El mecanismo que proponen considera que las partículas cargadas que penetran en la atmósfera desde el espacio son desviadas hacía los polos, donde el bajo nivel de humedad debido a las bajas temperaturas limita la formación de nubes. Si los jerks arqueomagnéticos corresponden a periodos con un dipolo fuertemente inclinado, entonces las partículas cargadas que penetren en la atmósfera se desviarían a latitudes más bajas e interactuarían con ambientes más húmedos, lo que conduciría a un aumento en la producción de nubes y a un enfriamiento (Dergachev et al., 2004).

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Figura 2.20. (a) Curva del avance y retroceso de glaciares desde el año 700 al 2000 d.C. (b) Intensidad del CMT en París

durante los últimos 3000 años y (c) desde el año 700 al 2000 d.C. Los puntos negros corresponden a los datos de intensidad cuyos criterios de calidad son aceptables, junto con sus respectivas barras de error, tanto en tiempo como en intensidad. En azul se muestra el ajuste a los datos seleccionados. Las bandas oscuras representan épocas frías correspondientes a avance de glaciares, mientras que las bandas claras están asociadas a épocas cálidas, vinculadas a retroceso de glaciares. Adaptada de

Gallet et al. (2005).

La hipótesis propuesta en el trabajo de Gallet et al. (2005) fue examinada por Pavón-Carrasco et al. (2008)

usando la base de datos de arqueointensidad para Europa Occidental más completa existente hasta la fecha. Los autores presentaron un modelo regional para los últimos 2000 años de la paleointensidad en Europa y, de nuevo, compararon el avance y retroceso de los glaciares alpinos (Holzhauser et al., 2005) con la intensidad en París del modelo regional generado, obteniendo resultados similares a los de Gallet et al. (2005) (Figura 2.21).

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Figura 2.21. Curva de intensidad en París (Francia), junto con su respectiva banda de error, generada por el modelo

SCHA.DI.00-F (Pavón-Carrasco et al., 2008). Los datos de intensidad de Europa Occidental (Korte et al., 2005; Gallet et al., 2005; Gómez–Paccard et al., 2006a) fueron relocalizados en París. Las variaciones climáticas (bandas blancas y grises) corresponden al avance y retroceso de glaciares Alpinos como en Gallet et al. (2005) donde los periodos fríos corresponden a las bandas grises. De Pavón-Carrasco et al. (2008).

Gallet et al. (2006) extendieron la base de datos al 3000 a.C. en Oriente Medio, y encontraron una nueva correspondencia entre jerks arqueomagnéticos y eventos fríos detectados en el Atlántico Norte a partir de trazadores petrológicos de núcleos sedimentarios marinos de hielo a la deriva (Bond et al., 2001).