Declinación magnética: elementos y campo magnético terrestre
La declinación magnética es el ángulo formado entre el norte magnético -al cual apunta la brújula- y el norte geográfico o norte verdadero, visto desde un punto ubicado sobre la superficie terrestre.
Por ello, para conocer la dirección del norte verdadero, hay que llevar a cabo una corrección de la dirección indicada por la brújula, dependiendo del lugar del globo donde se esté. De lo contrario se puede terminar a muchos kilómetros de la meta.
La razón de que la aguja de la brújula no coincida exactamente con el norte geográfico es la forma del campo magnético terrestre. Este se asemeja al de un imán con su polo sur localizado al norte, como se puede apreciar en la figura 2.
Para evitar confusiones con el norte geográfico (Ng), se le denomina norte magnético (Nm). Pero el eje del imán no es paralelo al eje de rotación de la Tierra, sino que están desplazados entre sí unos 11.2º.
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Hacia 1600, el físico inglés William Gilbert (1544-1603) estaba muy interesado en el magnetismo y llevó a cabo numerosos experimentos con imanes.
Gilbert se percató de que la Tierra se comporta como si tuviera un gran imán en su centro, y para demostrarlo, utilizó una piedra magnética esférica. Él dejó sus observaciones en un libro llamado De magnete, el primer tratado científico acerca del magnetismo.
Este magnetismo planetario no es exclusivo de la Tierra. El Sol y casi todos los planetas del Sistema Solar poseen magnetismo propio. Venus y Marte son la excepción, aunque se cree que en el pasado, Marte tuvo un campo magnético propio.
Para tener campo magnético, un planeta debe poseer en su interior grandes cantidades de minerales magnéticos, con movimientos que den lugar a corrientes eléctricas que superen el efecto de las elevadas temperaturas. Es un hecho conocido que el calor destruye el magnetismo de los materiales.
El campo magnético de la Tierra ha sido importantísimo para la navegación y el posicionamiento desde el siglo XII, cuando se inventó la brújula. Para el siglo XV, los navegantes portugueses y españoles ya sabían que la brújula no apunta exactamente al norte, que la discrepancia depende de la posición geográfica y que además, varía con el tiempo.
Además ocurre que la ubicación del norte magnético ha experimentado cambios a lo largo de los siglos. James Clark Ross localizó por primera vez al norte magnético en 1831. Para ese entonces estaba en el territorio Nunavut en Canadá.
Actualmente el norte magnético dista unos 1600 km del norte geográfico y se encuentra alrededor de la isla de Bathurst, al norte de Canadá. Como curiosidad, el sur magnético también se mueve, pero curiosamente, lo hace con bastante menos rapidez.
Sin embargo estos movimientos no son fenómenos excepcionales. De hecho los polos magnéticos han intercambiado posiciones varias veces a lo largo de la existencia del planeta. Estas inversiones han quedado plasmadas en el magnetismo de las rocas.
No siempre ocurre una inversión total. A veces los polos magnéticos migran y luego retornan al lugar donde se encontraban anteriormente. A este fenómeno se le conoce como “excursión”, creyéndose que la última excursión ocurrió hace unos 40.000 años. Durante una excursión el polo magnético podría llegar a estar incluso en el ecuador.
Para establecer correctamente la posición del campo magnético es necesario tomar en cuenta su naturaleza vectorial. Ello se facilita mediante la elección de un sistema de coordenadas cartesiano como el de la figura 3, en el cual se tiene que:
– B es la intensidad total del campo o inducción magnética
– Sus proyecciones horizontal y vertical respectivamente son: H y Z.
Además, la intensidad del campo y sus proyecciones están relacionadas mediante ángulos:
– En la figura, D, es el ángulo de declinación magnética, formado entre la proyección horizontal H y el norte geográfico (eje X). Tiene signo positivo hacia el este y negativo hacia el oeste.
– El ángulo que existe entre B y H es el ángulo de inclinación magnética I, positivo si B está debajo de la horizontal.
Una línea isógona une puntos que tienen la misma declinación magnética. El término proviene de las palabras griegas iso = igual y gonios = ángulo. En la figura se muestra un mapa de declinación magnética en el cual se aprecian estas líneas.
Lo primero que se advierte que son líneas sinuosas, ya que el campo magnético experimenta numerosas variaciones locales, pues es sensible a múltiples factores. Por eso, las cartas se actualizan continuamente, gracias a que el campo magnético es monitoreado continuamente, desde la tierra y desde el espacio también.
En la figura hay un mapa de líneas isógonas, con separación entre líneas de 2º. Obsérvese que hay curvas de color verde, por ejemplo hay una que atraviesa el continente americano y hay otra que pasa por Europa occidental. Se denominan líneas agónicas, que significa “sin ángulo”.
Cuando se sigue por estas líneas, la dirección indicada por la brújula coincide exactamente con el norte geográfico.
Las líneas rojas señalan declinación este, por convención se dice que tienen declinación positiva, donde la brújula apunta al este del norte verdadero.
En cambio, las líneas azules corresponden a una declinación negativa. En estas áreas, la brújula apunta al oeste del norte verdadero. Por ejemplo, los puntos a lo largo de la línea que pasa por Portugal, norte de Gran Bretaña y noroeste de África, tienen declinación -2º oeste.
El campo magnético terrestre, y por lo tanto la declinación, están sujetos a cambios en el tiempo. Hay variaciones de carácter accidental, como tormentas magnéticas provenientes del Sol y cambios en el patrón de corrientes eléctricas en la ionosfera. Su duración comprende desde pocos segundos hasta algunas horas.
Las variaciones más importantes para la declinación magnética son las variaciones seculares. Se llaman así porque solamente se aprecian cuando se comparan los valores medios, medidos a lo largo de varios años.
De esta manera, tanto la declinación como la inclinación magnética pueden variar entre 6 a 10 minutos/año. Y el período de tiempo de la deriva de los polos magnéticos alrededor de los polos geográficos se ha estimado en unos 7000 años.
La intensidad del campo magnético terrestre también se ve afectada por las variaciones seculares. Sin embargo las causas de estas variaciones aún no están del todo claras.
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