La Tierra dentro del clima del Sol

Durante los últimos días, el Sol ha presentado importantes manchas solares con dimensiones de hasta 16 veces el tamaño del diámetro de la Tierra. Estas manchas solares han causado llamaradas solares clase X y emisiones de masa coronal que se dirigen hacia la Tierra y que podrían estar llegando en próximas horas persistiendo sus efectos hasta el 12 de mayo.

Ante esta situación, el Space Weather Prediction Center (NOAA), emitió un boletín de alertamiento por una tormenta geomagnética severa G4 (hay 5 niveles en total) que podría causar problemas de variación de voltaje en el tendido eléctrico, principalmente, en latitudes más altas. La última vez que se emitió una alerta de este nivel fue en 2005.

¿Pero qué significan todas estas palabras? Para entender qué significa la actividad solar, te compartimos una amplia explicación sobre el comportamiento del Sol y sus efectos sobre nuestro planeta. 

Imagen: mancha solar cuyas dimensiones son 16 veces el diámetro de la Tierra tomada el 9 de mayo de 2024. Crédito: Solar Dynamics Observatory - NASA.

Desde la formación del sistema solar, el Sol y la Tierra han coexistido en un equilibrio constante que ha permitido el desarrollo de la vida; sin embargo, hay algunos eventos producidos por el Sol cuya amenaza es, esencialmente, para nuestro estilo de vida.  

Para entender esto hay que visualizar a la Tierra, que tiene sus propias condiciones climáticas, dentro del clima del Sol al cual se le conoce como "clima espacial”. Sí, el Sol también tiene su clima y “estaciones” que se le conocen como ciclo solar con una duración aproximada de 11 años. 

El término “clima espacial” se refiere a las condiciones cambiantes del Sol que pueden afectar la tecnología que usamos en la Tierra. El clima espacial puede afectar satélites y a su vez todo tipo de comunicación como telefonía, Internet, Navegación (GPS), televisión y algunas frecuencias de radio. También puede afectar la red eléctrica y causar apagones (explicados más adelante). 

¿Qué hace el Sol para que nos afecte?

El Sol produce muchos tipos de erupciones siendo las más importantes las llamaradas solares y las Emisiones de Masa Coronal (CME, por sus siglas en inglés). Ambas involucran gigantescas explosiones de energía pero son bastante diferentes: fuertes llamaradas solares casi siempre se relacionan como emisiones de masa coronal, aunque estas erupciones emiten diferentes partículas, viajan de forma diferente y tienen diferentes efectos en los planetas.

Las erupciones se generan al interior del Sol cuando se “contorsionan” los campos magnéticos y al alinearse nuevamente, emiten grandes cantidades de energía hacia el espacio; estos fenómenos generan repentinos destellos de luz o erupción solar. Las llamaradas pueden durar minutos u horas y contienen enormes cantidades de energía viajando a la velocidad de la luz tardando alrededor de 8 minutos para llegar a la Tierra.

De acuerdo a la definición de la NASA, una llamarada solar es una rápida liberación de energía en forma de radiación electromagnética, partículas altamente energéticas que emiten radiación a través todo el espectro electromagnético. Las llamaradas solares se producen en las manchas solares que son áreas "frías" y con intensa actividad magnética en la superficie del Sol por lo que la diferencia de temperatura produce el efecto de una mancha oscura a pesar del brillo del Sol. Estas llamaradas se clasifican en llamarada clase “B”, “C”, “M” y “X“ respecto al brillo en rayos X.

Imagen: Llamarada solar nombrada por la NASA como “Cinco de Mayo” al haber ocurrido el 5 de mayo de 2015. Secuencia en luz visible (izquierda) y en diferentes longitudes de onda del espectro ultravioleta.

Estas mismas “contorsiones” del campo magnético del Sol también pueden lanzar materia solar hacia el espacio: las Emisiones de Masa Coronal. Esta masa coronal, que viene siendo parte de la atmósfera del Sol viajando por el espacio, afecta el área hacia donde está siendo proyectada o lanzada y es una inmensa nube de partículas magnetizadas altamente energéticas viajando a millones de kilómetros por hora (mucho más lento que la luz) tardando días en llegar a la Tierra.

Si las CME llegan al campo magnético de la Tierra, estos campos magnéticos generan corrientes que impulsan las partículas hacia los polos terrestres dando origen a las auroras de diversos colores por reacciones con elementos que componen la atmósfera terrestre, pero también, pueden alterar y dañar la tecnología moderna inutilizándola en el peor de los casos.

Imagen: las auroras (boreales – polo norte y australes – polo sur) son columnas de luz causadas por la precipitación de electrones y iones (principalmente protones) de alta velocidad sobre la atmósfera superior terrestre las cuales penetran a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra.

Cuando estas partículas llegan a la Tierra se producen tormentas geomagnéticas. Las tormentas geomagnéticas son perturbaciones del campo magnético de la Tierra que duran desde varias horas hasta algunos días, se generan por un aumento brusco de las partículas emitidas en las erupciones solares que alcanzan la magnetosfera produciendo alteraciones en el campo magnético terrestre.

Imagen: diagrama de una llamarada solar y la función del campo magnético de la Tierra que desvía el viento solar.

Como se mencionó al principio, la humanidad ya ha sido afectada por poderosas erupciones solares siendo el “Evento Carrington” el mayor de todos los tiempos. El “Evento Carrington”, ocurrido en septiembre de 1859, es la actividad solar más importante registrada hasta ahora la cual generó una serie de poderosas eyecciones de masa coronal (EMC) que golpearon la Tierra de frente produciendo grandes auroras boreales tan al sur que hay relatos de Auroras vistas en México. Las intensas tormentas geomagnéticas hicieron que las líneas telegráficas del mundo sacaran chispas incendiando oficinas telegráficas e inhabilitando las comunicaciones de la época, por lo tanto, no fue tan catastrófico porque el desarrollo tecnológico, como telecomunicaciones y tendido eléctrico, no se compara con el actual. 

Hoy en día, un evento similar podría tener un efecto sumamente negativo sobre el tendido eléctrico actual pero sobre todo en las telecomunicaciones modernas: sin luz por semanas o meses, sin telecomunicaciones y sin internet, entre otros efectos.

Imagen: Gran apagón de 1989 en Quebec, Canadá. La erupción solar sobrecargó el tendido eléctrico haciendo explotar transformadores.

Por último, es importante señalar que la actividad de Sol no incide de ninguna manera sobre la sismicidad y vulcanismo en la Tierra. No hay ningún estudio o investigación que compruebe que se puede atribuir a las condiciones cambiantes del Sol.

Edición

José Luis Rendon

Shamed Saldaña

Referencias

Solar Dynamics Observatory (SDO) - NASA

NASA

SPACE WEATHER PREDICTION CENTER

NOAA

Max Gleber

NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.