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El campo magnético de la Tierra desempeña un papel clave a la hora de hacer habitable nuestro planeta. La burbuja protectora sobre la atmósfera protege al planeta de la radiación solar, los vientos, los rayos cósmicos y las grandes fluctuaciones de temperatura.

Sin embargo, el campo magnético de la Tierra casi colapsó hace 591 millones de años y este cambio, paradójicamente, puede haber desempeñado un papel clave en el florecimiento de la vida compleja, según ha descubierto una nueva investigación.

“En general, el campo es protector. Si no hubiéramos tenido un campo al comienzo de la historia de la Tierra, el agua habría sido eliminada del planeta por viento solar (una corriente de partículas energizadas que fluyen desde el Sol hacia la Tierra)”, dijo John Tarduno, profesor de geofísica en la Universidad de Rochester en Nueva York y autor principal del nuevo estudio.

«Pero en Ediacara tuvimos un período fascinante en el desarrollo de la Tierra profunda, cuando los procesos que crean el campo magnético… se volvieron tan ineficientes después de miles de millones de años, que el campo colapsó casi por completo».

El estudio, publicado en la revista Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente el 2 de mayo, descubrió que el campo magnético de la Tierra, creado por Movimiento del hierro fundido en el núcleo exterior de la Tierra., fue significativamente más débil que su fuerza actual durante un período de al menos 26 millones de años. El descubrimiento del debilitamiento sostenido del campo magnético de la Tierra también ayudó a resolver un antiguo misterio geológico sobre cuándo se formó el núcleo interno sólido de la Tierra.

Este período coincide con un período conocido como Ediacara, cuando los primeros animales complejos emergieron en el fondo del mar a medida que aumentaba el porcentaje de oxígeno en la atmósfera y el océano.

Estos extraños animales apenas se parecían a la vida actual: abanicos esponjosos, tubos y donuts, y discos como Dickinsoniaque creció hasta 4,6 pies (1,4 metros) de tamaño, y el Kimberella parecida a una babosa.

Antes de esta época, la vida era en gran medida unicelular y microscópica. Los investigadores creen que un campo magnético débil puede haber provocado un aumento de oxígeno en la atmósfera, permitiendo la evolución de la vida compleja temprana.

Se sabe que la fuerza del campo magnético de la Tierra fluctúa con el tiempo, y los cristales conservados en las rocas contienen pequeñas partículas magnéticas que registran la fuerza del campo magnético de la Tierra.

La primera evidencia de que el campo magnético de la Tierra se debilitó significativamente durante este período llegó en 2019 de un estudio de rocas de 565 millones de años en Quebec, lo que sugería que el campo era 10 veces más débil de lo que es hoy en ese momento.

El último estudio recopiló más evidencia geológica que indicaba que el campo magnético se había debilitado dramáticamente, con información contenida en rocas de 591 millones de años de un sitio en el sur de Brasil que sugiere que el campo era 30 veces más débil de lo que es hoy.

El campo magnético débil no siempre fue así: el equipo examinó rocas similares de Sudáfrica que datan de hace más de 2 mil millones de años y descubrió que el campo magnético de la Tierra era tan fuerte entonces como lo es hoy.

A diferencia de ahora, explicó Tarduno, en aquella época la parte más interna de la Tierra era líquida, no sólida, lo que influyeba en la forma en que se generaba el campo magnético.

«A lo largo de miles de millones de años, este proceso se está volviendo cada vez menos eficiente», afirmó.

“Y cuando llegamos a Ediacaran, el campo está al límite. Está casi desmoronándose. Pero luego, afortunadamente para nosotros, se enfrió lo suficiente como para que el núcleo interno comenzara a generarse (reforzando el campo magnético)”.

La aparición de la primera vida compleja que habría flotado en el fondo del mar en esta época está asociada a un aumento de los niveles de oxígeno. Algunos animales pueden sobrevivir con niveles bajos de oxígeno, como las esponjas y los animales microscópicos, pero los animales más grandes con cuerpos más complejos y en movimiento necesitan más oxígeno, dijo Tarduno.

Tradicionalmente, el aumento de oxígeno durante este período se ha atribuido a organismos fotosintéticos como las cianobacterias, que producen oxígeno, lo que le permite acumularse en el agua de manera constante a lo largo del tiempo, explicó el coautor del estudio Shuhai Xiao, profesor de geobiología en Virginia Tech.

Sin embargo, la nueva investigación sugirió una hipótesis alternativa o complementaria que implicaba una mayor pérdida de hidrógeno al espacio cuando el campo geomagnético era débil.

“La magnetosfera protege a la Tierra del viento solar, atrapando así la atmósfera en la Tierra. Por lo tanto, una magnetosfera más débil significa que gases más ligeros como el hidrógeno se perderían de la atmósfera de la Tierra”, añadió Xiao en un correo electrónico.

Tarduño dijo que podrían estar ocurriendo varios procesos al mismo tiempo.

“No discutimos que uno o más de estos procesos estuvieran ocurriendo simultáneamente. Pero el campo débil puede haber permitido que la oxigenación excediera un límite, ayudando a la radiación animal (evolución)”, dijo Tarduno.

Peter Driscoll, científico del Laboratorio Planetario y Terrestre del Instituto Carnegie para la Ciencia en Washington, D.C., dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio sobre la debilidad del campo magnético de la Tierra, pero la afirmación de que el campo magnético débil podría haber afectado el oxígeno atmosférico y biológico. La evolución fue difícil de evaluar. Él no estaba involucrado en el estudio.

«Es difícil para mí evaluar la veracidad de esta afirmación porque no se comprende muy bien la influencia que los campos magnéticos planetarios pueden tener en el clima», dijo en un correo electrónico.

Tarduno dijo que su hipótesis era “sólida”, pero demostrar un vínculo causal podría llevar décadas de trabajo desafiante, dado lo poco que se sabe sobre los animales que vivieron en esa época.

El análisis geológico también reveló detalles reveladores sobre la parte más interna del centro de la Tierra.

Las estimaciones sobre cuándo pudo haberse solidificado el núcleo interno del planeta (cuando el hierro cristalizó por primera vez en el centro del planeta) oscilan entre hace 500 millones y 2.500 millones de años.

oh Investigación sobre la intensidad del campo magnético de la Tierra. sugiere esa edad El núcleo interno de la Tierra se encuentra en el extremo más joven de esa escala de tiempo, solidificándose después de hace 565 millones de años y permitiendo que el escudo magnético de la Tierra se recupere.

«Las observaciones parecen respaldar la afirmación de que el núcleo interno se nucleó por primera vez poco después de este período, empujando la geodinamo (el mecanismo que crea el campo magnético) de un estado débil e inestable a un campo dipolar fuerte y estable», dijo Driscoll.

Tarduno dijo que la recuperación de la fuerza del campo después del Ediacara, con el crecimiento del núcleo interno, fue probablemente importante para evitar que la Tierra rica en agua se seque.

En cuanto a los extraños animales del Ediacara, todos desaparecieron en el siguiente Período Cámbrico, cuando la diversidad de vida explotó y las ramas del árbol de la vida que ahora conocemos se formaron en un tiempo relativamente corto.