Se denomina campo ambipolar y aunque se conocía su existencia desde hace muchos años pero es ahora cuando la NASA ha podido medirlo por primera vez y confirmar que realmente existe.
Se trata de un campo eléctrico que rodea la Tierra y que es responsable de lo que se conocía como “viento polar”, un flujo constante de partículas cargadas que escapan de la atmósfera terrestre, por encima de los polos, hacia el espacio exterior.
El caso es que, a pesar de lo poco que se sabe sobre él, este tercer campo de la Tierra tendría tanta importancia para nuestro mundo como los de sobra conocidos campos magnético y gravitatorio, los responsables de la gravedad y de que estemos protegidos de la radiación y los efectos del viento solar.
Por todo ello, la NASA está convencida de que este descubrimiento abre una nueva era para la ciencia y el estudio de nuestro planeta.
¿Cómo se ha confirmado el hallazgo?
Como decimos, hace mucho (concretamente desde la década de los 60) que se conocía este flujo de partículas que surgían desde los polos terrestres —una especie de cinta transportadora que eleva la atmósfera hacia el espacio—, pero se ignoraba qué tipo de fuerza misteriosa ocasionaba el fenómeno.
Para resolver esta incógnita, la agencia espacial norteamericana puso en marcha un experimento en el remoto archipiélago noruego de Svalbard consistente en el lanzamiento, en mayo de 2022, de un cohete suborbital llamado Endurance (en homenaje al legendario barco de Shackleton que se hundió en la Antártida).
Gracias a este cohete, que alcanzó una altitud de 768,03 Km y voló durante 19 minutos antes de acabar cayendo al mar de Groenlandia, pudieron cubrir y recopilar datos en un rango de altitud de 518 kilómetros, captando un cambio en el potencial eléctrico de solo 0,55 voltios.
Los responsables del estudio —publicado en Nature— cuentan que “medio voltio no es casi nada, más o menos como la potencia de la pila de un reloj, pero es la cantidad justa para explicar el viento polar”.
¿Cómo funciona el campo ambipolar?
Aunque lo describen como “un agente del caos”, sus descubridores han planteado la teoría de que este campo eléctrico debería comenzar a unos 250 kilómetros de altitud de la Tierra, donde los átomos de nuestra atmósfera se desintegran en electrones con carga negativa y protones con carga positiva.
Los electrones son increíblemente ligeros (con lo que una mínima dosis de energía puede hacer que salgan disparados al espacio) pero los protones son mucho más pesados (al menos 1.836 veces más que los electrones) y tienden a caer hacia el suelo.
Si en esta “lucha” de partículas únicamente influyera la gravedad del planeta, electrones e iones, una vez separados, acabarían distanciándose. Sin embargo, dadas sus cargas eléctricas opuestas, se crea un campo eléctrico que las mantiene unidas, impidiendo cualquier separación de cargas y contrarrestando algunos de los efectos de la gravedad.
Este campo eléctrico sería bidireccional o “ambipolar”, porque funciona en ambas direcciones. Los iones arrastran a los electrones hacia abajo mientras se hunden por la gravedad. Al mismo tiempo, los electrones elevan a los iones a mayores alturas mientras intentan escapar al espacio.
Sin embargo, el efecto neto del campo ambipolar hace que la altura de la atmósfera se extienda, elevando algunos protones lo suficiente para que puedan escapar de la atmósfera formando el viento polar.
¿Qué supone este descubrimiento?
Evidentemente, queda mucho por investigar, pero la confirmación de la existencia del campo ambipolar abre nuevas perspectivas sobre la investigación de la evolución de nuestra atmósfera y la exploración del Universo.
De momento, solo podemos especular con de qué manera este tercer campo eléctrico ha moldeado nuestra atmósfera o la composición de la tierra.
Por otro lado, sus responsables creen que el hecho de que este tercer campo eléctrico terrestre esté creado por la dinámica interna de una atmósfera, es de esperar que existan campos eléctricos similares en otros planetas, como Venus y Marte.
“Cualquier planeta con atmósfera debería tener un campo ambipolar” —comenta el director del proyecto— y ahora que finalmente lo hemos medido, podemos comenzar a aprender cómo ha moldeado nuestro planeta y otros a lo largo del tiempo”.