¿Acabará el viento solar con la atmósfera terrestre?

El Sol pierde cada segundo millones de toneladas de partículas cargadas que forman el viento solar, responsable de las auroras aquí en la Tierra, que ha sido detectado en los confines del sistema solar por la sonda Voyager 1 y que acabó casi al completo con la atmósfera de Marte, pero ¿podría ocurrir esto mismo en la Tierra?

El viento solar consiste en una incesante corriente de partículas cargadas que salen despedidas del Sol a altísimas velocidades, barriendo el sistema solar a su paso. Ha sido detectado más allá de la órbita de Plutón por la sonda Voyager 1 y fue el causante de que Marte perdiera gran parte de su atmósfera hace millones de años. Pero, ¿podría el viento solar barrer completamente la atmósfera terrestre? Para responder a esta pregunta veamos antes qué es el viento solar exactamente y qué ocurrió en Marte (y en otros cuerpos y planetas) para ver qué podría ocurrir en la Tierra.

La fotosfera es la región del sol que normalmente entendemos como su superficie. Esta región tiene una temperatura de varios miles de grados y como consecuencia emite radiación electromagnética, luz, constantemente. Pero el Sol no acaba ahí, porque rodeando esta fotosfera y extendiéndose millones de kilómetros sobre ella está la corona solar, una región mucho más difusa y menos densa en la que el plasma alcanza temperaturas de varios millones de grados.

Estas temperaturas no se alcanzan por el mismo mecanismo que en el interior de la estrella, donde las reacciones de fusión nuclear liberan grandísimas cantidades de energía, llevando el núcleo del Sol a unos quince millones de grados. En la corona solar estas temperaturas son consecuencia de los intensos campos magnéticos que la recorren, que excitan y aceleran a las partículas cargadas que allí se encuentran.

Como la temperatura de cualquier sustancia viene determinada por la energía cinética de sus partículas, y por tanto por su velocidad, estas altísimas temperaturas implicarán unas altísimas velocidades. De esta forma, las partículas que conforman la corona solar suelen moverse a varios cientos de kilómetros por segundo. Velocidades sin duda increíbles, pero aún así menores que la velocidad de escape del Sol a esa altura, que está en torno a los 400 ó 500 kilómetros por segundo. Esta velocidad de escape es la velocidad que necesitaría una partícula, o cualquier otro cuerpo, para conseguir escapar por completo de la gravedad del Sol. Pues bien, aunque la mayoría de partículas no consigan escapar sí habrá un pequeño porcentaje que tenga velocidad suficiente para hacerlo. Estas partículas constituirán el viento solar. Son en su mayoría electrones y protones, partículas cargadas y relativamente ligeras. Sin embargo también habrá entre estos iones de oxígeno, silicio e incluso hierro, entre otros.

Este flujo constante de materia hace al Sol perder parte de su masa a cada instante, a un ritmo de más de un millón de toneladas de material por segundo. Suficiente como para perder una masa equivalente a la de la Tierra cada 150 millones de años. A pesar de esto, la masa del Sol es tan grande, millones de veces la de nuestro planeta, que el Sol ha perdido menos de una milésima de su masa por el viento solar desde que se formó.

Este viento solar se aleja del Sol a velocidades que pueden llegar a los varios cientos de kilómetros por segundo, interactuando con todo lo que encuentra a su paso. Cuando alcanza la Tierra es por ejemplo responsable de las auroras que se observan en las regiones polares. También fue responsable de acabar casi por completo con la atmósfera marciana. En los orígenes del sistema solar Marte no era muy diferente a la Tierra. Una sustanciosa atmósfera lo rodeaba y sobre su superficie corría agua líquida, que formaba ríos, lagos y mares.

Sin embargo, al cabo de varios cientos de millones de años y debido a su menor tamaño, el núcleo de Marte se enfrió y su campo magnético fue perdiendo fuerza. Este campo magnético es el que protegía a Marte y a cualquier otro planeta, de la influencia del viento solar. Puesto que este viento está formado por partículas cargadas, los campos magnéticos son capaces de desviarlas. Al perder su campo magnético, el viento solar pudo bombardear la superficie del planeta rojo, haciendo volar su atmósfera en el proceso. Al perder la atmósfera la presión y la temperatura que hacían posible la presencia de agua líquida desaparecieron y con ella toda esperanza de que Marte desarrollara una rica biosfera como la terrestre.

Pero, ¿podría ocurrir algo así con la Tierra? La respuesta es por supuesto que sí, que podría, pero dentro de demasiado tiempo como para que deba preocuparnos. Al ser la Tierra considerablemente más grande que Marte, con un volumen casi 7 veces mayor, dispone de mucho más material en su núcleo y es capaz de retener el calor que lo mantiene fundido por más tiempo. Esto ha sido suficiente para que el núcleo y el manto de la Tierra se mantengan calientes a día de hoy, permitiendo la convección de material que crea en última instancia el campo magnético terrestre. Será también suficiente para durar varios cientos o miles de millones de años más, ayudado en parte por la desintegración de elementos radiactivos, que contribuye a mantener el interior de nuestro planeta a elevada temperatura.

Referencias:

Carroll, Bradley W.; Ostlie, Dale A. (1995). An Introduction to Modern Astrophysics (revised 2nd ed.). Benjamin Cummings

S. Yokoo et al, 2022, Stratification in planetary cores by liquid immiscibility in Fe-S-H. Nat Commun 13, 644, https://doi.org/10.1038/s41467-022-28274-z

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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