¿Cómo se desarrollan las grandes tormentas geomagnéticas?

Es probable que alguna vez hayas escuchado hablar sobre el inminente impacto de una tormenta geomagnética o de llamaradas solares y eyecciones de masa coronal dirigidas desde el Sol hacia la Tierra.

Cuando esto ocurre, según la magnitud del evento, podrían ser varias las consecuencias: son posibles las afectaciones en las redes eléctricas y en las telecomunicaciones o incluso la formación de hermosas auroras polares.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón y la Universidad de New Hampshire en los Estados Unidos ha revelado el importante aporte de la atmósfera superior de la Tierra en la formación de las tormentas geomagnéticas. Los resultados, publicados en Nature Communications, podrían ser clave en la futura predicción de grandes tormentas.

Hasta el momento, este fenómeno se asociaba principalmente a la actividad solar, sin embargo se ha comprobado que las partículas cargadas provenientes de la ionosfera también contribuyen en su ocurrencia.

Posibles causas de las tormentas geomagnéticas

Liderados por la profesora Lynn Kistler, los científicos investigaron una gran tormenta geomagnética de septiembre de 2017 –ocurrida luego de una enorme eyección de masa coronal que impactó la atmósfera terrestre– que causó la caída de señales de radio y de sistemas GPS.

Analizando el flujo de iones durante ese evento a través de datos de misiones espaciales como NASA/Magnetospheric Multiscale (MMS), pudieron diferenciar las partículas cargadas del viento solar de las provenientes de la ionosfera.

¿Con qué objetivo analizar el transporte de iones? Para indagar las causas de las tormentas geomagnéticas, el equipo identificó los cambios en la composición, densidad y distribución de la energía de las partículas de la "lámina de plasma", una gruesa capa de plasma caliente ubicada en la cola magnética de la magnetosfera.

Se descubrió que, al comienzo de la fase principal de la tormenta del 2017, la fuente cambió de estar dominada por el viento solar, a dominada por la ionosfera, informan en un comunicado. Es decir, que el plasma pasó de ser mayormente solar a ionosférico, explica Kistler. Esto demuestra que la atmósfera superior terrestre influye más en una tormenta geomagnética, ya que "el plasma ionosférico puede moverse rápidamente por toda la magnetosfera", agrega.

Clima espacial: ¿en qué nos influye?

El Sol cuenta con un ciclo que consiste en la variación en la actividad de las manchas solares durante 11 años. En dependencia de la cantidad de manchas, tendremos un máximo o un mínimo solar; también pueden cambiar en tamaño y duración.

Cuando estamos en presencia de un máximo solar, son más probables las erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Todas las partículas –principalmente protones y electrones en estado de plasma– que son expulsadas del Sol, fluyen en una corriente continua conocida como viento solar: si es de alta velocidad, provoca tormentas geomagnéticas cuando alcanza la atmósfera superior de la Tierra.

Para hablar de clima espacial, debemos tener en cuenta lo que ocurre principalmente en el Sol, el espacio interplanetario, la magnetosfera y la atmósfera terrestre, enfocándose en la formación de tormentas, tanto solares como geomagnéticas. Es una disciplina que busca disminuir el rango de incertidumbre en la predicción de eventos severos que podrían, eventualmente, afectarnos.