Analisis de las variaciones bruscas del Campo Magnetico Terrestre de origen interno y su interpretacion a partir de modelos conceptuales

• Autores: Alicia González López
• Directores de la Tesis: María Luisa Osete López (dir. tes.), Saioa Arquero Campuzano (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Herraiz Sarachaga (presid.), Marta Folgueira López (secret.), Manuel Calvo Rathert (voc.), M. Gómez Paccard (voc.), V. Villasante Marcos (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universidad Complutense de Madrid
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • Una de las características más importantes del campo magnético terrestre (CMT) es su variabilidad temporal. En esta Tesis se analizan las variaciones del campo geomagnético de origen interno, aquel generado en la convección en el núcleo externo de la Tierra, que abarcan desde el orden del año, con los jerks geomagnéticos, hasta miles de años, con las transiciones de polaridad. En medio de estas variaciones extremas se encuentra la variación secular del CMT, con tiempos característicos que van desde el año hasta los cientos o miles de años. Se caracteriza por presentar variaciones suaves pero donde se detectan ocasionalmente impulsos, como los jerks geomagnéticos y arqueomagnéticos, y la formación de anomalías magnéticas regionales, como la Anomalía del Atlántico Sur (SAA) o la Anomalía de la Edad del Hierro en Oriente Próximo (LIAA).

    El objetivo de esta Tesis es caracterizar mejor estas variaciones, ya que aportan información relevante sobre los procesos físicos que tienen lugar en el núcleo externo de la Tierra. Para ello, se han utilizado reconstrucciones del CMT tanto en el presente, a partir de datos de observatorios y de satélite, como en el pasado, con datos paleomagnéticos y arqueomagnéticos. Además, se han diseñado dos modelos conceptuales (el modelo pulso-decaimiento y el modelo 360-DRM) que han permitido analizar con una nueva perspectiva las inversiones, excursiones y anomalías del campo geomagnético y la variación secular de largo periodo.

    En primer lugar, se ha realizado un análisis de los tiempos característicos presentes en la variación secular del campo geomagnético de los últimos 10.000 años. Los resultados permiten diferenciar dos regímenes de variación: de corto y largo periodo. Sobre las variaciones de largo periodo, se aplicó el modelo conceptual pulso-decaimiento con el que se identificaron los tiempos característicos de difusión del campo dipolar axial y la forma del mecanismo de refuerzo que evita la desaparición del campo geomagnético.

    En segundo lugar, se ha estudiado la aproximación del dipolo excéntrico durante eventos extremos del campo geomagnético, como inversiones y excursiones. La trayectoria del dipolo excéntrico en estos eventos está confinada en dos sectores longitudinales: entre 0-20ºE y 180-200ºE. Esta trayectoria ha sido reproducida con el modelo conceptual 360-DRM que ha aportado información sobre en qué regiones comienza la desestabilización del campo geomagnético en la última inversión y últimas excusiones. Las regiones identificadas coinciden con zonas de menor flujo térmico en el límite manto-núcleo externo de la Tierra.

    También se ha aplicado el estudio tanto frecuencial como del dipolo excéntrico a las dos anomalías magnéticas más importantes de los últimos milenios, la SAA y la LIAA. Se han identificado periodos característicos en torno a los 200 años que parecen estar asociados a la presencia o desaparición de estas anomalías. El movimiento del dipolo excéntrico se aleja de la SAA, una anomalía magnética negativa, mientras que se acerca a la región de la LIAA, una anomalía magnética positiva.

    Por último, se han analizado las variaciones más rápidas de origen interno: los jerks arqueomagnéticos y geomagnéticos. Actualmente, no hay un consenso sobre el origen y definición de los jerks arqueomagnéticos, por lo que en esta Tesis se han analizado las propuestas dadas hasta la fecha que involucran diferentes componentes del campo geomagnético. Aunque no se ha concluido con un mecanismo responsable de estos eventos, es claro que la variación paleosecular ha experimentado impulsos en los últimos milenios. Sobre los jerks geomagnéticos se ha identificado una periodicidad de 3-4 años con el análisis de frecuencias. La presencia de ese periodo junto con otro de 10-11 años en la evolución del área de la SAA podría indicar una posible conexión entre ambos fenómenos.