Tokio, 6 Ago. (EUROPA PRESS) – Una nueva investigación ha aclarado el papel inesperado del campo geomagnético que rodea la Tierra en la protección de la atmósfera de los electrones de alta energía procedentes del espacio.
La ionosfera es una amplia región entre aproximadamente 60 y más de 600 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Contiene partículas cargadas eléctricamente que son una mezcla de iones y electrones libres generados por la interacción de la atmósfera con la radiación del sol.
Las regiones polares de la ionosfera están sujetas a un flujo particularmente constante y energético de electrones entrantes en un proceso llamado precipitación de electrones. Estos electrones «relativistas» se mueven cerca de la velocidad de la luz, donde los efectos de la teoría de la relatividad de Einstein se vuelven cada vez más significativos. Chocan con moléculas de gas y contribuyen a muchos fenómenos en la ionosfera, incluidas las coloridas exhibiciones de auroras. Los procesos están fuertemente influenciados por los efectos del campo geomagnético en las partículas cargadas involucradas.
Un equipo de la Universidad de Tohoku, con colegas en Alemania y otras instituciones en Japón, desarrolló un código de software sofisticado que centró su atención en simular los efectos de una «fuerza de espejo» relativamente poco estudiada en la precipitación de electrones. Esto es causado por la fuerza magnética que actúa sobre las partículas cargadas bajo la influencia del campo geomagnético.
Las simulaciones demostraron cómo la fuerza del espejo hace que los electrones relativistas reboten hacia arriba, en una medida que depende de los ángulos a los que llegan los electrones. Los efectos predichos significan que los electrones chocan con otras partículas cargadas más arriba en la ionosfera de lo que se sospechaba anteriormente.
Para ilustrar un ejemplo de la importancia de este trabajo, Katoh comenta en un comunicado: «Los electrones precipitados que logran pasar a través de la fuerza del espejo pueden llegar a la atmósfera media e inferior, lo que contribuye a las reacciones químicas relacionadas con las variaciones en los niveles de ozono». La disminución de los niveles de ozono en los polos causada por la contaminación atmosférica reduce la protección que el ozono ofrece a los organismos vivos frente a la radiación ultravioleta.
Katoh enfatiza que el avance teórico clave de la investigación está en revelar la sorprendente importancia del campo geomagnético y la fuerza del espejo para proteger la atmósfera inferior de los efectos de las actividades de precipitación de electrones al mantenerlos más alejados.
«Hemos comenzado ahora un proyecto para combinar los estudios de simulación utilizados en este trabajo con observaciones reales de la ionosfera polar para construir una comprensión aún más profunda de estos procesos geofísicos cruciales», dice Katoh.
