El campo magnético global de la Tierra se genera en su núcleo metálico, situado a casi 3.000 kilómetros bajo la superficie del planeta. El campo ha existido en la Tierra durante al menos 3.500 millones de años y ofrece pistas sobre cómo pueden haberse formado otros planetas, estrellas y cuerpos celestes.
A medida que los científicos perfeccionan su comprensión del funcionamiento de este campo en su continuo sondeo de la historia planetaria, una idea que utilizan para explicar este proceso es la teoría de la dínamo: la idea de que existe una gran dínamo, o generador de campo magnético, dentro del núcleo exterior de la Tierra, donde el hierro líquido se mueve constantemente a medida que el planeta se enfría. Este movimiento continuo crea corrientes eléctricas a medida que los electrones se mueven a través del líquido. Mediante este proceso, la energía del fluido en movimiento se convierte en un campo magnético que puede mantenerse durante miles de millones de años.
Saber que los cuerpos planetarios como la Tierra, la Luna, Marte e incluso los asteroides tienen, o tuvieron, un campo magnético es crucial para entender su historia y su estructura interna. Esto se debe a que la presencia de un campo magnético en el interior de un cuerpo revela que probablemente también formó un núcleo metálico que generó ese campo, según Benjamin Weiss, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias. Este campo es una de las pocas formas de detectar a distancia un núcleo metálico enterrado a tanta profundidad bajo la superficie de un cuerpo.
Si un fragmento o roca de un cuerpo planetario está magnetizado, esto sugiere que el cuerpo experimentó una fusión a gran escala en la que el material más pesado se hundió en el interior para formar un núcleo metálico y el material más ligero flotó hacia la superficie para crear una corteza rocosa. Este proceso da a un planeta su historia. «De lo contrario, sería un montón de polvo espacial», dijo Weiss.
Determinar si un planeta generó un campo magnético en el pasado no sólo es importante para inferir la presencia de un núcleo, sino que también puede ser importante para conocer el origen del cuerpo planetario e incluso la historia del cambio climático de ese cuerpo.
Por ejemplo, aunque Marte no tiene un campo magnético generado por una dinamo de núcleo en la actualidad, Weiss y sus colegas han identificado magnetización en las rocas marcianas, lo que indica que Marte sí tenía un fuerte campo global hace miles de millones de años. Parece que la desaparición de esta dínamo primitiva coincidió aproximadamente con la pérdida de la espesa atmósfera inicial de Marte y la transición de un clima cálido y húmedo inicial a las condiciones frías e inhóspitas actuales del planeta.
Pero la comprensión de los científicos de la teoría de la dínamo se ha complicado por los recientes descubrimientos de rocas magnetizadas de la Luna y de antiguos meteoritos, así como de un campo de dínamo activo en Mercurio, lugares que se pensaba que quizás se habían enfriado demasiado rápido o eran demasiado pequeños para generar un campo magnético autosostenible. Se había pensado que los cuerpos más pequeños no podían tener dínamos porque se enfrían más rápidamente y, por tanto, es más probable que tengan núcleos metálicos que no permanecen en estado líquido durante mucho tiempo.
En 2008, un grupo dirigido por el MIT en el que participaba Weiss descubrió rastros magnéticos dentro de trozos de pequeños objetos rocosos llamados planetesimales que se cree que chocaron entre sí para formar los planetas rocosos hace 4.500 millones de años. Anteriormente se pensaba que los planetesimales eran demasiado pequeños para haber formado dínamos en el núcleo. Según Weiss, el hallazgo sugiere que sostener un campo magnético como el de la Tierra podría no requerir un núcleo grande y refrigerado que mueva constantemente líquido y cree corrientes, sino que también podría ser generado de alguna manera por los núcleos de cuerpos más pequeños como los planetesimales, algunos de los cuales sólo tienen 160 kilómetros de ancho.
Los científicos pronto tendrán la oportunidad de explorar la relación entre el tamaño de un cuerpo y su capacidad de tener una dinamo gracias a la nave espacial Dawn de la NASA, que fue lanzada en septiembre de 2007 para estudiar Ceres y Vesta, los dos asteroides más grandes del cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Está previsto que Dawn entre en órbita alrededor de Vesta en 2011, y uno de los principales objetivos de la misión es comprobar si Vesta, que tiene un diámetro medio de 530 kilómetros, tiene un núcleo. Se cree que un grupo de meteoritos magnetizados, conocidos como meteoritos HED, proceden de Vesta y podrían constituir una prueba de la existencia de un núcleo dínamo en el asteroide.