Declinación magnética
Es el ángulo agudo entre la dirección de la componente horizontal del campo magnético terrestre y el meridiano geográfico o geodésico
El meridiano magnético forma en cada punto un ángulo con el meridiano geográfico llamado declinación; basta conocerlo para obtener, empleando una brújula, la orientación de un mapa.
El mayor inconveniente es la gran variabilidad de la declinación que presenta varias anomalías. La declinación magnética fue uno de los grandes problemas de la navegación durante el siglo XVI. El hecho de que la extremidad de la aguja no apunte exactamente al polo geográfico era ya conocido, pero fue Cristóbal Colón, desde su primer viaje, el que descubrió la variabilidad del fenómeno en función del lugar. Sin embargo lo atribuyó al movimiento de la Estrella Polar combinado con diversos factores atmosféricos y térmicos. Diversas autoridades negaron la existencia del fenómeno.
La contribución más importante fue la formulación por parte de Martín Cortés en su "Compendio" de polo magnético. Aquí diferencia entre el polo y un punto el cual "tiene una virtud atractiva que atrae así al hierro tocado con la parte de la piedra imán(...) este punto no está en los cielos movibles ni tampoco está en el polo, porque si estuviese, el aguja no nordestearía ni noroestearía".
Esta definición de polo magnético le sirve para dar una detallada explicación de la declinación magnética y su variación. En el meridiano en el que las agujas señalan el polo, el punto atractivo y el polo están en la misma dirección, de modo que, "señalando el aguja el punto, señala derechamente el polo. Pero caminando de aquel mismo meridiano al levante, véase quedando el polo del mundo a la mano izquierda y el punto de la virtud atractiva nos estará a la mano derecha y cuanto más al levante caminemos mayor nos parecerá la distancia, hasta llegar a noventa grados, y allí será lo que más nordesteará."
Pero, ¿que es Declinación Magnética?
El campo magnético terrestre posee una orientación ligeramente oblicua. La Declinación es la diferencia entre el norte magnético y el norte geográfico - un valor que varía de un sitio a otro (El polo norte magnético se encuentra a cerca de 1920 Km. del verdadero norte magnético del planeta).
Diagrama que demuestra el conocimiento de la existencia de la declinación magnética. Fue extraído de un libro de inicios del siglo X, llamado El manual del ángulo de la Bolsa Azul de la misteriosa doncella de los nueve cielos. El diagrama tiene como titulo "Las direcciones y emanaciones d la aguja fluctuante ".El segundo y el cuarto circulo señalan puntos de la brújula, pero están desviados 7,5º debido a un desplazamiento de la declinación magnética
Se le llama declinación magnética al ángulo que forman el Norte magnético y el Norte geográfico. La dirección del Norte magnético varía en función del lugar y de la fecha de determinación. En Francia la declinación magnética varia entre 0 y 5 grados, el Norte magnético situándose al oeste del norte geográfico. Cada año la declinación disminuye entre 0.09 y 0.12 grados según el lugar.
El campo magnético terrestre se describe por 7 parámetros: declinación (D), inclinación (I), intensidad horizontal (H), intensidad vertical (Z), intensidad total (F), y las componentes norte (X) y este (Y) de la intensidad horizontal.
Por convención, la declinación se considera positiva cuando se mide hacia el este, la inclinación e intensidad vertical son positivas hacia abajo (hacia dentro de la Tierra), X es positiva hacia el norte e Y positiva hacia el este.
El campo magnético observado en la Tierra cambia constantemente.
El campo geomagnético medido en cualquier punto sobre la superficie terrestre es una combinación de varios campos magnéticos generados por distintas fuentes. Estos campos se superponen e interactúan entre sí. Más del 90% del campo medido es de origen INTERNO, es decir, se origina en el núcleo externo de la Tierra. Esta porción del campo geomagnético se denomina Campo Principal, que varía lentamente en el tiempo y se puede describir por Modelos Matemáticos como el Campo de Referencia Geomagnético Internacional o International Geomagnetic Reference Field (IGRF) y el Modelo Magnético Mundial o World Magnetic Model (WMM).
El Campo Principal crea una cavidad en el espacio interplanetario llamada Magnetosfera, donde el campo magnético terrestre domina en el campo magnético del viento solar.
Aún existen muchos interrogantes sobre cómo se originó de la nada el campo magnético terrestre, cómo creció y decreció a través de miles de años cambiando la polaridad (el polo norte magnético se transformó en polo sur magnético y viceversa), y cómo se mantiene. La teoría más aceptada es la del efecto dínamo (como la de un coche) en el núcleo exterior líquido de la Tierra,. Ante todo, hay que tener presente que la Tierra se comporta como un gigantesco imán localizado en su centro, cuyo eje está inclinado unos 11º respecto al eje de rotación, lo cual genera líneas de fuerzas magnéticas que entran por el polo norte magnético (cerca del polo norte geográfico), penetran hacia dentro de la Tierra y salen por el polo sur magnético.
Otros cuerpos celestes tienen campos magnéticos. El Sol tiene un campo magnético débil, pero las manchas solares que aparecen en ciclos de casi 11 años tienen campos magnéticos muy intensos. Mercurio tiene un campo muy débil, pero Júpiter y Saturno tienen campos fuertes, al igual que los púlsares. Para que un cuerpo celeste tenga campos magnéticos se deben cumplir ciertas condiciones: debe tener un núcleo interno sólido y uno externo líquido como el de la Tierra y debe tener una rotación importante.
Efecto Dínamo:
El efecto dínamo es una teoría geofísica que explica el origen del campo magnético principal de la Tierra como una dínamo auto-excitada (o auto-sustentada). En este mecanismo dínamo el movimiento fluido en el núcleo exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro líquido) a través de un campo magnético débil, que ya existe, y genera una corriente eléctrica (el calor del decaimiento radiactivo en el núcleo induce el movimiento convectivo). La corriente eléctrica produce un campo magnético que también interactúa con el movimiento del fluido para crear un campo magnético secundario. Juntos, ambos campos son más intensos que el original y yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la Tierra.
ORIENTACIÓN CIENTÍFICO-TÉCNICA:
Magnetismo terrestre:
El conocimiento del magnetismo terrestre data de la antigüedad. Cuando la piedra imán natural es suspendida libremente mediante una cuerda, siempre se alinea de una manera particular respecto de la Tierra. Cuando el imán se coloca convenientemente en forma de aguja, un extremo, llamado polo norte, se enfrentará, aproximadamente hacia el norte geográfico; el extremo opuesto, es el polo sur.
La brújula fue de incalculable valor en navegación hasta el año 1100 d.C. Si embargo, excepto en unas pocas regiones de la Tierra, la brújula no señala el verdadero norte. El ángulo formado por una brújula estacionaria y el meridiano terrestre del lugar, que es el que señala el verdadero norte, se llama
declinación magnética del lugar.
La orientación de un magnetómetro o brújula, laminilla de acero imantado, de forma rómbica, siempre de la misma forma, en un lugar de la Tierra indica la existencia de un campo magnético terrestre, cuyas líneas de fuerza tienen la dirección de la aguja imantada.
En las proximidades del N. geográfico existe un S. magnético , y a la inversa; sin embargo, el polo magnético situado en las proximidades del N. geográfico, se llama N. magnético y al situado en las cercanías del S. geográfico, S. magnético; los nombres de los polos magnéticos terrestres están invertidos.
El polo S, magnético está en Canadá y el polo N, diametralmente opuesto, en una pequeña isla de Oceanía.
Meridiano magnético de un lugar es el plano vertical que pasa por la aguja imantada, en ese lugar.
Se define ángulo de declinación magnética, al formado por el meridiano geográfico y el magnético, es decir, por el meridiano geográfico y la componente horizontal del campo magnético terrestre.
La declinación es occidental o al oeste ( W )cuando el polo N de la aguja se sitúa al oeste o izquierda del meridiano geográfico; en caso contrario es oriental o al este ( E ). En Europa y África, la declinación magnética es occidental u oeste, mientras que en Asia y en América es oriental o este, pero no tienen siempre igual valor, variando con el lugar y época del año en que se observe, e incluso, puede pasar con el tiempo, de oriental a occidental. La declinación magnética experimenta variaciones periódicas y accidentales; las primeras pueden ser diarias, anuales y seculares. En Toledo el valor de la declinación magnética es actualmente alrededor de 7º 6,3’ W. En Estados Unidos varía desde unos 18º E en la costa del Pacífico a 12º W en la costa atlántica.
Polo SUR geográfico
Polo SUR
Magnét (polaridad NORTE)
N S Eje magnético Eje de Rotación terrestre Polo NORTE
magnét(polo SUR) Polo NORTE
12º W 0º 14º E 18º E N N N
N DECLINACIÓN MAGNÉTICA EN E.E.U.U.
Una brújula, se usa generalmente con la aguja girando en un plano horizontal. Sin embargo, si una aguja magnética se la permite girar en un plano vertical comienza a pararse para un cierto ángulo, llamado
ángulo de profundidad o inclinación. Las medidas de este ángulo varían sobre la superficie terrestre. Los
polos magnéticos de la Tierra están localizados en esos puntos donde la inclinación de la aguja es vertical. Medidas de la magnitud del campo magnético terrestre, ( su rango en superficie oscila desde 0,3 a 0,6 Gauss ) así como también, su dirección han sido hechos sobre toda la superficie, y cohetes instrumentados han extendido las observaciones por miles de kilómetros en el espacio. Éstas indican un campo que es esencialmente como una barra magnética cerca del centro de la Tierra con pequeñas aún significativas diferencias. Ciertamente, no hay una barra imantada en el núcleo terrestre. Que el núcleo esté compuesto por hierro y níquel, parece prometedor en principio; sin embargo, la temperatura del núcleo se estima en varios miles de grados que está muy por encima de la temperatura a la cual estas sustancias pierden su magnetismo. Ciertamente, el núcleo está derretido. De esta manera, no hay ninguna posibilidad de que posea un magnetismo permanente.
El campo magnético terrestre se atribuye principalmente, a corrientes eléctricas en el interior del núcleo metálico líquido. Recibe pequeñas contribuciones de las corrientes de la ionosfera en la alta atmósfera y de las corrientes de los cinturones de Van Allen de carga circulando muy fuera en el espacio.
La mayor parte de las tormentas magnéticas originadas en gigantescos torbellinos de gases ionizados en el Sol, las manchas solares. Los rayos cósmicos, son partículas cargadas son desviados por el campo magnético terrestre, con importante efecto en su distribución sobre la superficie. Los estudios de rocas magnéticas indican que este campo ha invertido súbitamente su dirección muchas veces en el pasado, fenómeno de no verosímil explicación en el presente.
La variación secular de la declinación magnética es un ciclo de 960 años equivalente a la
rotación del Polo magnético terrestre en torno al Polo Norte geográfico durante el cual se observa una variación uniforme de la declinación magnética.
La aguja imantada no se coloca horizontalmente, sino que, en el hemisferio N, se coloca de forma que el polo N está más bajo que el S. Esto se debe a que el campo magnético terrestre tiene tanto componente horizontal como vertical; la aguja se coloca según la resultante.
Brújulas:
Para la medida de la declinación magnética se emplean los declinómetros o brújulas de
declinación. Son, en esencia, un magnetómetro que puede girar horizontalmente alrededor de un eje
vertical, instalado en el centro de un limbo graduado. La aguja determina el meridiano magnético; la dirección del geográfico se determina por procedimientos astronómicos, uno muy elemental es determinando la dirección con la estrella Polar.
Una brújula de inclinación es idéntica a la anterior, pero la aguja gira en un plano vertical,
apoyada en un eje vertical. Para hallar el ángulo de inclinación, el plano de giro de la aguja debe coincidir con el meridiano magnético. Para conseguirlo, se busca una posición de la brújula en que la aguja se coloque verticalmente; entonces se le hace girar, conservando vertical el plano de la brújula, un ángulo de 90º. Brújula ordinaria S N Meridiano geográfico El ángulo que forma el meridiano geográfico con el magnético es la declinación magnética de ese punto P. Polo
N
magnético (polaridad SUR) Meridiano magnético Polo N geográfico PCartas magnéticas:
Son mapas en los que se unen los puntos de la misma declinación magnética por medio de líneas llamadas isogónicas; las líneas de declinación cero se llaman agónicas. Las líneas que unen puntos de la misma inclinación se llaman isoclínicas; la línea de inclinación cero es el Ecuador Magnético.
Revisión histórica:
Parece que fueron los chinos los primeros en tener una idea clara de la declinación magnética. Mil años antes de nuestra era se conoce la aguja como instrumento de orientación; al menos, esto se deduce del empleo de los llamados carros magnéticos en los que se instalaban unos Fse-nau ( indicadores del sur). La declinación magnética, no obstante, no se menciona hasta el siglo XII, sin duda porque las indicaciones eran muy poco precisas hasta entonces, pues las agujas eran simples imanes flotantes en el agua y tenían excesiva movilidad.
En dicho siglo, los chinos empezaban a emplear agujas suspendidas de una hebra de algodón o seda y parece ser que con ellas llegaron a medir la declinación, llamadas por ellos variación, como aún hoy se conoce y se llama por los navegantes. Parece ser que debía ser muy erróneo el cálculo de las medidas, pues estaba basado en el meridiano que determina la polar, pero se conocen cartas marinas de ese tiempo en que la variación aparece inscrita. Más adelante, en el célebre mapa de Andrea Bianco (1436 ) se encuentra este elemento.
Colón, en 1492, encontró cerca de la Azores una línea en la que la declinación pasaba de ser oriental a occidental. Colón dividió la Tierra en dos partes , limitadas por el meridiano magnético de declinación nula.
Guillén de Sevilla y Alonso de Santa Cruz idearon con el fin de medir la declinación, brújulas que a la par servían para hallar la altura del Sol. Este último, publicó en 1530 la primera carta de variaciones.
Acosta dice en su Historia natural de las Indias , que existen cuatro líneas de declinación nula en la superficie de la Tierra.
En 1616 Schouten señaló varios puntos de variación nula cerca de las islas Marquesas. Influyó en el perfeccionamiento de los instrumentos de medida de la declinación, la idea de que este elemento podría dar la situación de una nave en alta mar, y dejó notable trabajo sobre las líneas isogónicas y otros elementos del magnetismo terrestre.
Variación de la declinación:
La declinación, como se ha dicho, es sumamente variable. Hay cuatro variaciones: seculares, anuales, diurnas y perturbaciones.
A mediados del siglo XVI se tuvo para valor de la declinación magnética 8º oriental o E. Se vio que iba disminuyendo hasta que se anuló en 1666, o sea, que en este año, el meridiano magnético que venía girando de derecha a izquierda, se confundió con el astronómico de París; este giro continuó en el mismo sentido, es decir, pasando a ser occidental u W. En el año 1814 alcanzaba un valor de 22º 34’ W., luego retrocedió y vale actualmente unos 14º occidental u W.
Esta variación no es la misma en todos los puntos de la Tierra, siendo en España de unos 6 ó 7’ por año. Tales son las variaciones seculares. Las anuales señaladas por Cassini en 1784 consiste en que la aguja se orienta cada vez más hacia el este, desde la primavera al verano, retrocediendo después. . Estas variaciones son como mucho del orden de 3’. Las diurnas están constituidas por un giro de la aguja en sentido anti-reloj durante la mañana y hasta las 2 de la tarde, que cambia, para quedar estacionaria a las 10 de la noche. En verano tiene más amplitud que en invierno: oscila entre 13 a 15’ en la primera estación y de 8 a 10’ en la segunda.
En cuanto se refiere a las accidentales o perturbaciones,, como tempestades magnéticas, auroras boreales, etc, la declinación recobra su valor una vez pasado el fenómeno.
Las líneas isogónicas concurren en los polos magnéticos. En uno de ellos la declinación es 0º y en el otro 90º. El primero está situado a latitud 70º N y longitud 80º W, es decir al norte de Canadá y el segundo a latitud 73º S y longitud 138 E. Las cartas isogónicas se complementan con la de igual variación de la
declinación, obtenidas escribiendo el valor de la variación con signo positivo o negativo, según que, respectivamente, el valor absoluto de dicho elemento vaya aumentando o disminuyendo.
