Los polos geomagnéticos son puntos antípodas donde el eje de un dipolo de mejor ajuste intersecta la superficie de la Tierra . Este dipolo teórico es equivalente a un imán de barra poderoso en el centro de la Tierra y se acerca más que cualquier otro modelo de dipolo puntual a la descripción del campo magnético observado en la superficie de la Tierra. Por el contrario, los polos magnéticos de la Tierra real no son antípodas ; es decir, la línea en la que se encuentran no pasa por el centro de la Tierra.
Debido al movimiento del fluido en el núcleo externo de la Tierra , los polos magnéticos reales se mueven constantemente (variación secular). Sin embargo, a lo largo de miles de años, su dirección promedia el eje de rotación de la Tierra. Aproximadamente una vez cada medio millón de años, los polos se invierten (es decir, el norte cambia de lugar con el sur), aunque el período de tiempo de este cambio puede ser desde cada 10 mil años hasta cada 50 millones de años. [2] Los polos también oscilan en un óvalo de alrededor de 50 millas (80 km) de diámetro diariamente debido al viento solar que desvía el campo magnético. [3]
Aunque el polo geomagnético es sólo teórico y no se puede localizar directamente, se podría decir que tiene mayor relevancia práctica que el polo magnético (inclinación). Esto se debe a que los polos describen gran parte del campo magnético de la Tierra, determinando, por ejemplo, dónde se pueden observar las auroras . El modelo dipolar del campo magnético de la Tierra consiste en la ubicación de los polos geomagnéticos y el momento dipolar, que describe la intensidad del campo. [3]
Como aproximación de primer orden , el campo magnético de la Tierra se puede modelar como un dipolo simple (como un imán de barra), inclinado unos 9,6° con respecto al eje de rotación de la Tierra (que define los polos geográficos norte y sur ) y centrado en el centro de la Tierra. [5] Los polos geomagnéticos norte y sur son los puntos antípodas donde el eje de este dipolo teórico interseca la superficie de la Tierra. Por lo tanto, a diferencia de los polos magnéticos reales , los polos geomagnéticos siempre tienen un grado igual de latitud y grados suplementarios de longitud respectivamente (2017: Lat. 80,5°N, 80,5°S; Long. 72,8°O, 107,2°E). [4] Si el campo magnético de la Tierra fuera un dipolo perfecto, las líneas de campo serían verticales a la superficie en los polos geomagnéticos y se alinearían con los polos magnéticos norte y sur , con el polo magnético norte en el extremo sur del dipolo. Sin embargo, la aproximación es imperfecta, por lo que los polos magnético y geomagnético se encuentran a cierta distancia entre sí. [6]
Al igual que el Polo Norte Magnético , el Polo Norte Geomagnético atrae el polo norte de un imán de barra y, por lo tanto, en un sentido físico es en realidad un polo sur magnético . Es el centro de las líneas de campo magnético "abiertas" que se conectan con el campo magnético interplanetario y proporcionan una ruta directa para que el viento solar llegue a la ionosfera . En 2020 [actualizar], estaba ubicado en 80°39′N 72°41′O / 80.65, -72.68. -72,68 (Polo Norte Geomagnético 2020 est) , [7] en la Isla Ellesmere , Nunavut , Canadá , en comparación con 2015, cuando se encontraba en 80°22′N 72°37′O / 80,37, -72,62 (Polo Norte Geomagnético 2015 est) , también en la Isla Ellesmere. [5]
El Polo Sur Geomagnético es el punto donde el eje de este dipolo inclinado de mejor ajuste interseca la superficie de la Tierra en el hemisferio sur. A partir de 2020 [actualizar], se encuentra en 80°39′S 107°19′E / 80.65, -80.65; 107.32 (Polo Sur Geomagnético 2020 est) , [7] mientras que en 2005, se calculó que estaba ubicado en 79°44′S 108°13′E / 79.74, -79.74; 108.22 (Polo Sur Geomagnético 2005 est) , cerca de la estación Vostok .
Como el campo magnético real de la Tierra no es un dipolo exacto, los polos geomagnéticos norte y sur (calculados) no coinciden con los polos magnéticos norte y sur. Si los campos magnéticos de la Tierra fueran exactamente dipolares, el polo norte de la aguja de una brújula magnética apuntaría directamente al polo geomagnético norte. En la práctica, no es así porque el campo geomagnético que se origina en el núcleo tiene una parte no dipolar más compleja y las anomalías magnéticas en la corteza terrestre también contribuyen al campo local. [5]
La ubicación de los polos geomagnéticos se calcula mediante un ajuste estadístico a las mediciones del campo de la Tierra realizadas por satélite y en observatorios geomagnéticos. Puede tratarse del Campo Geomagnético de Referencia Internacional (que abarca un amplio período histórico) [8] o del Modelo Magnético Mundial de los Estados Unidos (que cubre solo un período de cinco años).
Los polos geomagnéticos se mueven con el tiempo porque el campo geomagnético es producido por el movimiento de las aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra . (Véase geodinamo .) Durante los últimos 150 años, los polos se han movido hacia el oeste a una velocidad de 0,05° a 0,1° por año y más cerca de los polos verdaderos a 0,01° por año. [6]
A lo largo de varios miles de años, la ubicación promedio de los polos geomagnéticos coincide con los polos geográficos. Los paleomagnetistas han confiado durante mucho tiempo en la hipótesis del dipolo axial geocéntrico (GAD) , que establece que, aparte de durante las inversiones geomagnéticas, la posición promediada en el tiempo de los polos geomagnéticos siempre ha coincidido con los polos geográficos. Hay considerable evidencia paleomagnética que respalda esta hipótesis. [9]
A lo largo de la vida de la Tierra, la orientación de su campo magnético se ha invertido muchas veces, pasando del norte geomagnético al sur y viceversa, un fenómeno conocido como inversión geomagnética . Se pueden ver pruebas de inversiones geomagnéticas en las dorsales oceánicas, donde las placas tectónicas se separan. A medida que el magma se filtra fuera del manto y se solidifica para convertirse en un nuevo fondo oceánico, los minerales magnéticos que contiene se magnetizan en la dirección del campo magnético. El estudio de esta remanencia se denomina paleomagnetismo . Por tanto, a partir del fondo oceánico formado más recientemente, se puede leer la dirección del campo magnético en épocas anteriores a medida que uno se aleja hacia un fondo oceánico más antiguo.