La Tierra usa chorros de plasma para protegerse de las tormentas solares

El 17 de enero de 2013 una tormenta solar golpeó la Tierra. No fue especialmente intensa, de esas hay varias al mes. Como mucho, las auroras polares de aquel día serían algo más espectaculares. Nada que ver con el evento Carrington, en el que una erupción solar terminó achicharrando la red de telégrafos en 1859. Tampoco se la puede comparar con la más intensa de los último años, la de 2003, que inutilizó la señal del GPS obligando a Estados Unidos a suspender varias operaciones en la Guerra de Irak. Sin embargo, en su modestia, ha permitido descubrir cómo se defiende la Tierra de los estornudos del Sol.

La misma radiación solar que permite la vida en este planeta acabaría con ella si no fuera porque la Tierra crea un campo magnético a su alrededor que la protege del continuo baño de partículas de alta energía que llamamos viento solar. Esta región, llamada magnetosfera, realiza una función de bloqueo similar a la que ejerce la atmósfera con los rayos ultravioleta. En un equilibrio inestable, su alcance llega hasta donde se encuentra con el campo magnético del Sol. Este escudo invisible, que nace de ambos polos, desvía la mayor parte de las partículas de alta energía, que acaban rodeando el planeta..

Pero a veces, el Sol libera una ingente cantidad de energía de forma tan explosiva que la magnetosfera llega a encogerse. La gran eyección de masa coronal hace que el viento solar degenere en tormenta solar. En esas ocasiones, la magnetosfera no aguanta todo el envite y deja pasar una mayor cantidad de radiación solar. Y es entonces cuando interviene un nuevo aliado en defensa de la Tierra. Una especie de chorros o columnas de plasma salen desde las capas altas de la atmósfera al encuentro de la radiación, reforzando el escudo protector.

"El material que forma la columna se mantiene relativamente cerca de la tierra en una región llamada plasmasfera", explica en un correo Brian Walsh, científico del Centro Goddard de Vuelo Espacial  de la NASA. Descubierta en los años 60, la plasmasfera está formada por este cuarto estado de la materia, que ni es gaseoso, ni líquido ni sólido, pero que puede presentar características de los otros tres estados y algunas propias. A pesar de que en nuestro mundo es el menos observado, el plasma es el estado más habitual de la materia en el Universo.

Esta agregación de partículas forma una densa capa fría ubicada por encima de la ionosfera y en la base de la magnetosfera. Con forma de donut rotando con la Tierra de forma estable, la teoría venía señalando que la plasmasfera ejercía de escudo extra contra la radiación solar. Walsh, junto a científicos del Instituto Tecnológico de Masachussetts han confirmado el papel defensivo que ejerce el plasma. Pero también han comprobado que puede lanzar contraataques.

"Cuando el campo magnético de la Tierra se ve alterado en su interacción con el Sol, la capa exterior de la plasmasfera se desgarra en chorros hacia el Sol en forma de una columna. Ésta cambia la física de todo lo que entra en contacto con ella. Cuando alcanza el límite de nuestra burbuja magnética, la columna obstaculiza la cantidad de energía que la atraviesa. Así es como ayuda a protegernos de las tormentas solares", dice Walsh.

Durante la tormenta solar de enero de 2013, expertos del Observatorio Haystack del MIT registraron la aparición de estos chorros de plasma. Llevan años estudiando el fenómeno. Para hacerlo, usan una red de más de 1.000 receptores terrestres que recogen las señales de radio emitidas por los satélites del sistema de navegación GPS. Al tener que atravesar el plasma, las ondas de radio entrantes permiten calcular el diámetro, densidad y dinámica de la plasmasfera. Y los mejores datos se obtienen cuando un gran evento en el tiempo espacial, como una tormenta solar, impacta el estado relativamente estable del plasma.  Pero hasta ahora, sólo podían crear mapas bidimensionales.

En un golpe de suerte, los registros en tierra se han visto confirmados y completados desde el espacio. Durante la tormenta solar del año pasado, y a intervalos de 45 minutos, tres naves de la NASA de la misión THEMIS pasaron por el sitio justo y en el momento preciso para ser testigos del levantamiento de una gran columna de plasma que alcanzó los límites de la magnetosfera. Las naves de THEMIS, iniciada en 2007 para estudiar la formación de las auroras boreales, llevan desde entonces navegando la magnetosfera. Pero, tal y como explican en su estudio, publicado en la revista Science, no ha sido hasta ahora que han podido observar los chorros de plasma en acción, validando lo registrado ya en tierra.

Aunque no está del todo claro cómo se disparan estos chorros protectores de plasma, se puede descartar que se deba a lo que los creyentes en las ideas de una Tierra como organismo vivo, la hipótesis Gaia, llamarían intento del planeta de proteger a sus hijos.

Más bien, los científicos señalan a la conexión entre el plasma y curioso fenómeno denominado reconexión magnética que aún intriga a los que se dedican a estudiar la física del plasma. A pesar de que el plasma tiende a la estabilidad y a emparejarse con el campo magnético que lo mantiene estable, la interacción entre dos campos magnéticos opuestos (aquí el solar y el terrestre) podría explicar la alteración de la plasmasfera hasta convertirla en defensora de la Tierra. Pero aún queda mucho por estudiar.