Una investigación muestra los cambios atmosféricos sin precedentes durante la supertormenta geomagnética de mayo de 2024

Una tormenta geomagnética excepcionalmente poderosa afectó a la Tierra allá por el 11 de mayo de 2024, según dos artículos coescritos por Scott England de Virginia Tech.

"Las auroras boreales son causadas por partículas energéticas y cargadas que impactan nuestra atmósfera superior, las cuales son impactadas por numerosos factores en el espacio, incluido el sol", dijo England, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Oceánica Kevin T. Crofton.

"Durante las tormentas geomagnéticas solares, hay muchas más de estas partículas cargadas de energía en el espacio alrededor de la Tierra, por lo que vemos un brillo de las auroras boreales y la región sobre la que se pueden ver se extiende para incluir lugares como los 48 estados inferiores que generalmente no ven este espectáculo".

La supertormenta geomagnética del 11 de mayo de 2024: la más intensa en 20 años

England y un equipo de colaboradores de la universidad y la industria rastrearon el evento atmosférico superior del 11 de mayo utilizando el instrumento GOLD de la NASA. Resultó ser la tormenta geomagnética más fuerte registrada en los últimos 20 años.

Sus hallazgos fueron publicados en Geophysical Research Letters en dos estudios, ambos coescritos por England. El primer estudio, del primer autor Deepak Karan, de la Universidad de Colorado, Boulder, mostró cambios sin precedentes en la ubicación y la propagación de partículas en la atmósfera superior. El segundo estudio, del primer autor y ex alumno de Virginia Tech J. Scott Evans, documentó cambios en la composición y la temperatura.

Entre los datos recopilados, England señaló haber presenciado por primera vez "deliciosas formas en espiral" y un movimiento espectacular del aire que se alejaba de la aurora y que causaba la formación de enormes vórtices que movían el aire en una espiral más grande que un huracán.

Las observaciones específicas incluyeron:

- Movimiento impredecible de partículas cargadas de baja energía desde el ecuador hacia la aurora.
- Partículas cargadas que se pueden dividir en dos grupos: de baja energía y de alta energía, estas últimas pueden dañar a los humanos que trabajan en el espacio y a los dispositivos electrónicos.
- Cambios de temperatura y presión que probablemente provocan los remolinos y vórtices observados
- Cambios en la ubicación y propagación de partículas de baja energía, que pueden afectar negativamente al GPS, los satélites e incluso la red eléctrica.

"A medida que la aurora se intensifica, se ven más luces, pero junto con eso, hay más energía entrando a la atmósfera, por lo que hace que la atmósfera cerca de los polos sea muy caliente, lo que comienza a empujar el aire lejos de los polos y hacia el ecuador", dijo England.

"Estos datos plantean muchas preguntas, como: ¿ocurrió algo realmente diferente durante esta tormenta geomagnética a lo que había sucedido anteriormente o simplemente tenemos mejores instrumentos para medir los cambios?"

Además, ¿qué podrían significar esos cambios para la tecnología creada por el hombre que orbita esa región de la atmósfera?

Más que un espectáculo de auroras boreales

La atmósfera superior de la Tierra, que se extiende desde aproximadamente 95 a 640 km por encima de nosotros, limita con el espacio y es la zona de reunión de los satélites y la Estación Espacial Internacional. La atmósfera superior está formada por algunas de las mismas partículas que la atmósfera inferior, donde vivimos y respiramos.

Pero también tiene otra cara, la ionosfera, que puede considerarse casi como una manta eléctrica: altamente cargada y en constante fluctuación. Estas partículas cargadas en la ionosfera son una de las cosas que hacen que esta región del espacio sea tan dinámica. Es habitual que la temperatura y la composición de la atmósfera superior y la ionosfera cambien. De hecho, lo hacen de manera predecible durante el día y la noche e incluso cambian con el tiempo según las estaciones.

England dijo que las partículas en la atmósfera de la Tierra se ven afectadas por numerosos factores en el espacio, incluida la actividad del sol. Durante una llamarada de tormenta geomagnética solar, una intensa explosión de radiación del sol cambia la composición y la velocidad de las partículas dentro de la atmósfera de la Tierra. Entonces, ¿por qué, en los últimos meses, en todo el mundo se han visto auroras boreales en lugares donde antes no se habían visto?

"La cantidad de manchas solares, erupciones y tormentas varía según un ciclo de 11 años que llamamos ciclo solar ", dijo England. "La cantidad de erupciones que estamos viendo ha aumentado gradualmente durante los últimos años a medida que nos acercamos al pico del ciclo solar".

Además de la visibilidad de las auroras boreales, las tormentas geomagnéticas tienen diversos efectos sobre nuestra tecnología. Debido a que las señales de radio y GPS viajan a través de esta "manta eléctrica" en constante fluctuación, los cambios en esta capa de la atmósfera pueden alterar las señales y obstaculizar los sistemas de navegación y comunicación, como el GPS.

Diversos factores, tanto del tiempo terrestre como del tiempo espacial, pueden afectar esta capa crucial, pero hay mucho que aprender sobre por qué ocurren los cambios en la atmósfera superior e inferior y cómo podrían afectar la vida tal como la conocemos.

"Estas tormentas también pueden aumentar las corrientes eléctricas que circulan alrededor de la Tierra, lo que puede afectar a los dispositivos tecnológicos que utilizan cables muy largos. En los últimos años, ha habido impactos en la red eléctrica cuando fluía demasiada corriente a través de los cables. Durante la tormenta geomagnética más grande jamás registrada, el Evento Carrington en 1859, estos provocaron que los sistemas de telégrafo, la tecnología más avanzada en ese momento, se incendiaran", dijo England.

Los científicos sospechan que una tormenta similar al evento Carrington de 1859, si ocurriera hoy, podría causar un apocalipsis en Internet, dejando sin conexión a un gran número de personas y empresas. Si bien la tormenta del 11 de mayo no causó trastornos drásticos, ya que se espera que el pico del ciclo solar ocurra en julio de 2025, todavía estamos a un año de conocer esos posibles efectos.

"Uno de los motivos por los que estudiamos las tormentas geomagnéticas es para intentar construir modelos que permitan predecir sus efectos", dijo England. "Basándonos en el ciclo solar, esperamos que las condiciones que estamos viendo este año se mantengan durante los próximos dos años".

Referencia

Deepak Kumar Karan et al, GOLD Observations of the Merging of the Southern Crest of the Equatorial Ionization Anomaly and Aurora During the 10 and 11 May 2024 Mother's Day Super Geomagnetic Storm, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL110632