Detectan un campo de energía invisible alrededor de la Tierra

Los científicos han confirmado la primera detección exitosa del campo eléctrico ambipolar de la Tierra: se trata de un campo eléctrico débil que atraviesa todo el planeta, tan fundamental como la gravedad y la magnetosfera de la Tierra. Este campo de energía invisible puede haber dado forma a la evolución de nuestro planeta de maneras aún desconocidas: permite elevar las partículas cargadas en nuestra atmósfera superior a mayores alturas de las que alcanzarían sin su presencia.

Mediante observaciones de un cohete suborbital de la NASA, un equipo internacional de científicos ha logrado medir por primera vez un campo energético que atraviesa todo el planeta y se conoce como campo eléctrico ambipolar: planteado hipotéticamente hace más de seis décadas, hasta el momento había sido imposible registrarlo. Se cree que es tan importante para la Tierra como su magnetosfera o la propia gravedad.

Un campo eléctrico cargado de información

Los especialistas sostienen que el campo eléctrico ambipolar es vital para entender en profundidad cómo la atmósfera de nuestro planeta puede “escapar” por encima de los polos Norte y Sur de la Tierra. Al cuantificar su fuerza, lograrán revelar al detalle su papel en la conducción del escape atmosférico y la formación de nuestra ionosfera, una capa vital de la atmósfera superior. Las conclusiones de los científicos se incluyen en un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature.

Más allá de estos datos, es importante tener en cuenta que la identificación y medición de este campo es solamente un primer paso. Aún no conocemos las implicaciones más amplias del campo ambipolar, cuánto tiempo ha estado sobre la Tierra, cuáles son todas sus funciones y cómo ha ayudado a dar forma a la evolución de nuestro planeta, su atmósfera e, incluso, posiblemente a la vida en su superficie.

"Este campo es una parte fundamental de la forma en que funciona la Tierra. Ahora que finalmente lo hemos medido, en realidad podemos comenzar a hacer algunas de estas preguntas más grandes y emocionantes", indicó en una nota de prensa de la NASA el astrónomo Glyn Collinson, autor principal del nuevo estudio.

Una tensión que eleva la atmósfera terrestre

En 1968, los investigadores describieron un fenómeno que llegó de la mano con el inicio de la era espacial: las naves que volaban sobre los polos de la Tierra detectaban un viento supersónico de partículas escapando de la atmósfera planetaria. Todo indicaba que era la manifestación de un tercer campo de energía sobre la Tierra, más allá del campo gravitacional y de la magnetosfera. Era precisamente el campo ambipolar, que ahora finalmente ha logrado ser medido: según los científicos, todos los planetas con atmósfera deberían tener un campo de este tipo.  

En líneas generales, este campo eléctrico débil contrarresta la gravedad y permite que las partículas lleguen al espacio. De acuerdo a un artículo publicado en Science Alert, se llama campo ambipolar porque funciona en ambas direcciones, con los iones que impulsan hacia abajo y los electrones que lo hacen en sentido superior. El resultado de esta tensión es que la atmósfera finalmente se eleva e hincha: el aumento de la altitud permite que algunos iones escapen al espacio, un fenómeno que logra apreciarse en el viento polar.

Referencia

Earth’s ambipolar electrostatic field and its role in ion escape to space. Glyn A. Collinson et al. Nature (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07480-3