El 10 de mayo del 2024, los cielos de México se pintaron de diferentes colores: morados, rojos y rosas fueron vistos en Los Mochis en Sinaloa, Ciudad Obregón en Sonora, Zacatecas, Chihuahua, Yucatán, Mexicali en Baja California, sólo por mencionar algunos lugares. Si bien estos espectáculos son reservados, en la mayoría de las veces, para regiones cercanas a los polos magnéticos, el hecho de presentarse en los cielos del país es consecuencia de eventos de extraordinaria intensidad fuera de la Tierra.
El Sol continuamente está permeando plasma al medio interplanetarios en un flujo continuo llamado viento solar, el cual confina los campos magnéticos de los planetas en cápsula llamadas magnetósferas, las cuales tienen forma de cometa, redondeadas hacia el Sol y con una cola extendida en la dirección opuesta. A la frontera que limita la extensión del campo geomagnético se le llama magnetopausa y se encuentra, en el lado día, a una distancia de unos 10 a 12 radios terrestres.
Cuando el viento solar se comporta de manera supersónica y se encuentra con la magnetósfera, se forma un choque de proa (BS, por sus siglas en inglés), ya que el campo magnético de la Tierra forma un obstáculo. El BS disminuye la velocidad del viento solar a niveles subsónicos, entonces el viento solar puede fluir alrededor de la magnetósfera.
La actividad del Sol varía en periodos de 11 años, presentando diferentes tipos de eventos solares. Cuando ocurren emisiones violentas de plasma (como protuberancias, eyecciones de masa coronal (EMC), etc.), se generan perturbaciones en el plasma del viento solar ambiente, las cuales viajan con gran rapidez fuera del Sol. Estas perturbaciones al chocar con la magnetopausa terrestre, unos días después de haber salido del Sol, la comprimen y la distorsionan, produciendo alteraciones magnéticas intensas llamadas tormentas geomagnéticas.
Durante las tormentas geomagnéticas, el campo magnético en la superficie de la Tierra es perturbado por fuertes corrientes, fluyendo dentro de la magnetósfera y la ionósfera, propiciando eventualmente la penetración de partículas solares en la magnetósfera. Al chocar estas partículas con los átomos de nuestra atmósfera se producen efectos tales como auroras y se perturban también las comunicaciones por radio. Las tormentas geomagnéticas son atribuidas a dos causas: a los flujos de las regiones de interacción corrotantes y a las perturbaciones transitorias. Estas últimas son debidas a las EMC. En particular las tormentas geomagnéticas más intensas se asocian a EMC debido a la presión dinámica, relacionada a sus grandes velocidades, sobre la magnetósfera.
El 10 de mayo el Centro de Predicción del Clima Espacial de la NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos emitió una alerta por una tormenta geomagnética severa (G4). Es importante mencionar que existe un nivel de intensidad superior llamado G5 (tormenta geomagnética severa). Por otro lado, una tormenta G4 no se había presentado desde el 2005. Para efectos prácticos, mientras más intensa sea la tormenta geomagnética se espera que auroras sean vistas en latitudes cercanas al ecuador. Las auroras vistas en México son consecuencia de una tormenta geomagnética severa, sin embargo no es la primera vez que ocurre. Se tienen registros de avistamientos en la Ciudad de México el 14 de noviembre de 1879 por José Antonio Alzate, Antonio de León y Gama y José Francisco Dimas Rangel (Revista Mexicana de Física E, 18 (1) 154-167).
Más allá de un espectáculo inenarrable, existen consecuencias cuantificables en la Tierra debido a las tormentas geomagnéticas. La inducción de corrientes en la Tierra, el control de altitud de las naves espaciales, la señal de satélites, la seguridad de los astronautas y pasajeros de las aerolíneas son afectados por los procesos Tierra-Sol sobre nuestra tecnología. Se conoce como clima espacial a las condiciones del Sol y el viento solar junto con las características de la magnetósfera, la ionósfera y la termósfera que puedan afectar sistemas tecnológicos, ya sean espaciales o terrestres, poniendo en peligro la vida o salud humana. Las EMC juegan un papel crucial en el clima espacial, ya que son los agentes que provocan las mayores perturbaciones geomagnéticas y las que impulsan los choques de onda transitorios.
En el país, el Servicio de Clima Espacial México (SCiESMEX), que brinda el Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y que forma parte del Laboratorio Nacional de Clima Espacial (LANCE), se centran en distribuir los productos y servicios regionales de clima espacial a la comunidad internacional, recopilar información en tiempo real sobre las condiciones en el Sol, viento solar, magnetósfera, ionósfera y termósfera, que pueden afectar la operación y confiabilidad de sistemas tecnológicos en tierra y aire, y poner en peligro la infraestructura de nuestro país (https://www.sciesmex.unam.mx/). A través del Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred) se puede acceder a infografías detalladas de los efectos del clima espacial (https://www.cenapred.unam.mx/es/Publicaciones/archivos/330-INFOGRAFACLIMAESPACIAL.PDF).
Es definitivo que de ahora en adelante se tendrá que poner atención al clima espacial, como se hace con el clima en tierra día con día, a fin de estar preparados para futuras tormentas geomagnética, las cuales seguirán ocurriendo, y que dependiendo de su intensidad podría tener afectaciones en la tecnología de diferentes sistemas que son usados diariamente.
*Los autores de este artículo son: Jorge Alfredo Ferrer-Pérez, Dafne Gaviria-Arcila, Carlos Romo-Fuentes, Rafael Guadalupe Chávez-Moreno, José Alberto Ramírez-Aguilar, Bárbara Bermúdez Reyes y Marcelo López-Parra.
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