L’OE crea un innovador model per al cartografiat del camp magnètic terrestre

L’Observatori de l’Ebre publica un nou model per cartografiar el camp geomagnètic a l’Atlàntic Nord aprofitant les dades recollides pels vaixells oceanogràfics.

La terra disposa d’un camp magnètic que, entre d’altres fenòmens, causa l’orientació de les brúixoles cap una direcció propera al Nord geogràfic. No obstant, la intensitat i la direcció d’aquest camp no són iguals a tot arreu ni són constants en el temps, de manera que, per exemple, els usuaris d’una brúixola han de tenir en compte quina correcció han d’aplicar, segons l’any i el lloc on es troben. La variació temporal del camp geomagnètic és molt lenta, és per això que l’anomenem variació secular, ja que canvia al llarg dels segles. Així doncs, per a moltes aplicacions científiques i tecnològiques, és útil disposar d’una bona cartografia del camp geomagnètic, que ens indiqui amb precisió com és el camp en un lloc i en un moment determinats. Concretament, aquestes cartografies són essencials per als estudis sobre l’avaluació dels riscos naturals derivats de la meteorologia espacial (és a dir, l’estudi dels efectes de l’activitat solar sobre la Terra), l’exploració mineral i petrolífera, o la navegació.

Distribució espacial de les dades marines (roig) i d'observatoris (en  blau, amb el seu codi) emprades per a l'elaboració del model.

Distribució espacial de les dades marines (roig) i d’observatoris (en blau, amb el seu codi) emprades per a l’elaboració del model.

Analitzant l’evolució de la cartografia geomagnètica dels darrers segles o dècades, hem pogut detectar regions de la Terra on la intensitat del camp magnètic és sempre anormalment feble. Per exemple, una d’aquestes regions es troba a l’Atlàntic Sud. Allí, la intensitat del camp magnètic és aproximadament el 75% de la que trobem a les regions equatorials i només un 30% de la que observem a les regions polars. Això fa que, en aquesta zona de l’Atlàntic Sud, l’escut protector del camp magnètic terrestre, que ens protegeix de les partícules que ens arriben de l’espai, sigui feble i, per tant, no pugui protegir bé els satèl·lits artificials que sobrevolen la zona, els quals en pateixen les conseqüències. A l’àrea occidental de l’Atlàntic Nord, hi tenim també una regió geomagnèticament interessant. Allí la variació secular és especialment ràpida. És important que els models matemàtics que utilitzem per a fer la cartografia geomagnètica siguin capaços de reproduir el comportament del camp en aquestes regions més atípiques.

No obstant, la informació que disposem per a elaborar aquestes cartografies és limitada. Concretament, els estudis es realitzen a partir de les dades recollides, des de finals del segle XIX, pels diferents observatoris geomagnètics, com ara el nostre. El problema, és que aquests observatoris no estan ben repartits geogràficament (els observatoris solen ser propers als nuclis de població), deixant al descobert grans àrees oceàniques. Aquest fet dificulta força l’elaboració de la cartografia del camp geomagnètic. Però, per sort, disposem d’altres fonts de dades que ens poden ajudar a superar aquest problema. Per una banda, podríem emprar les observacions que realitzen els satèl·lits, per l’altra, i aquesta és la novetat de l’estudi que presentem en aquest article, disposem també de les mesures que els vaixells de recerca oceanogràfica han anat recollint durant de les seves travessies. En aquells punts on es creuen dues trajectòries, podem calcular amb precisió la variació del camp geomagnètic. D’aquesta manera, podem aprofitar les dades recollides durant les expedicions oceanogràfiques que s’han anat realitzant al llarg dels anys.

Distribució espacial de les dades marines (roig) i d'observatoris (en  blau, amb el seu codi) emprades per a l'elaboració del model.

Evolució de la variació secular de la intensitat del camp magnètic (en nanoTesles/any) per a l’Atlàntic Nord des del 1960 fins al 2000, com
a resultat del model.

Aprofitant aquesta idea i la nostra expertesa en l’anàlisi de les diferents variacions del camp geomagnètic, hem elaborat un nou model per a la variació secular de la intensitat del camp geomagnètic utilitzant les dades marines d’encreuament que hem mencionat al paràgraf anterior. Una primera versió d’aquest model s’ha obtingut per a la regió de l’Atlàntic Nord pel període 1960-2000, que és el període en el que tenim més i millors dades.

Els resultats indiquen que el nostre nou model regional millora la predicció donada pels millors models globals, de manera que servirà per representar millor el camp geomagnètic sobre les grans àrees desproveïdes d’observatoris, sobretot per als períodes en els quals no disposem d’informació de satèl·lit. Aquest resultat ajudarà a pal·liar una important limitació dels models disponibles fins ara.

Aquest projecte ha estat finançat, en part, per la Generalitat de Catalunya. En ell hi han participat el Dr. Joan Miquel Torta i l’Àngela Talarn, de l’Observatori de l’Ebre, en una col·laboració amb el Dr. Javier Pavón-Carrasco, que fou doctorand del Dr. Torta fa uns anys i ara es troba realitzant una estada post-doctoral a l’Instituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia de Roma. També hi han participat, havent-hi subministrat i pre-tractat les dades marines, el Dr. Manuel Catalán del Real Observatorio de la Armada (San Fernando, Cadis) i el Dr. Takemi Ishihara de l’Institute of Geology and Geinformation del Japó. El treball s’ha publicat a la prestigiosa revista Physics of the Earth and Planetary Interiors.

Cita completa del treball: Pavón-Carrasco, F.J. et al., 2013. Improving total field geomagnetic secular variation modeling from a new set of cross-over marine data. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 216, pp.21–31.

Aquesta entrada s'ha publicat dins de Recerca i etiquetada amb , . Afegiu a les adreces d'interès l'enllaç permanent.