Hacia el Gran Mínimo Solar Moderno y el enfriamiento terrestre

El mínimo de Maunder es el nombre dado al período de 1645 a 1715, cuando las manchas solares prácticamente desaparecieron de la superficie del Sol, tal como observaron los astrónomos de la época. Recibe el nombre del astrónomo solar E.W. Maunder quien descubrió la escasez de manchas solares durante ese período estudiando los archivos de esos años. Durante un período de 30 años dentro del mínimo de Maunder, los astrónomos observaron aproximadamente 50 manchas solares, mientras que lo típico sería observar entre unas 40.000 y 50.000 manchas.

Hacia un Mínimo Solar Moderno

Según la Prof. Valentina Zharkova, y con el texto tomado del artículo referenciado, con el campo magnético proxy de actividad solar recientemente descubierto que el Sol ha entrado en el Gran Mínimo Solar moderno (2020-2053) que conducirá a una reducción significativa del campo magnético solar y la actividad como durante el mínimo de Maunder que conduce a notable reducción de la temperatura terrestre.

El sol es la principal fuente de energía para todos los planetas del sistema solar. Esta energía llega a la Tierra en forma de radiación solar en diferentes longitudes de onda, denominada irradiancia solar total. Las variaciones de la radiación solar provocan el calentamiento de la atmósfera planetaria superior y procesos complejos de transporte de energía solar hacia la superficie planetaria.

Los signos de actividad solar se ven en las variaciones cíclicas de 11 años de una serie de manchas solares en la superficie solar usando el promedio mensual de manchas solares como indicador de la actividad solar durante los últimos 150 años. Los ciclos solares fueron descritos por la acción del mecanismo de dínamo solar en el interior solar generando cuerdas magnéticas en el fondo de la zona de convección solar.

Estas cuerdas magnéticas viajan a través del interior solar y aparecen en la superficie solar, o fotosfera, como manchas solares que indican los puntos donde estas cuerdas magnéticas están incrustadas en la fotosfera.

El campo magnético de las manchas solares forma un campo toroidal, mientras que el campo magnético de fondo solar forma un campo poloidal. La dínamo solar convierte cíclicamente el campo poloidal en toroidal alcanzando su máximo en un máximo del ciclo solar y luego el campo toroidal vuelve al campo poloidal hacia un mínimo solar. Es evidente que para la misma polaridad principal del campo magnético en las manchas solares en el mismo hemisferio, la duración del ciclo solar debe extenderse a 22 años.

A pesar de comprender la imagen general de un ciclo solar, fue bastante difícil hacer coincidir los números de manchas solares observados con los modelados a menos que el ciclo esté bien avanzado. Esta dificultad es una clara indicación de algunos puntos faltantes en la definición de la actividad solar por el número de manchas solares que dirigieron nuestra atención a la investigación del campo magnético de fondo solar (poloidal) (SBMF).

Al aplicar el Análisis de Componentes Principales (PCA por sus siglas en inglés) a los magnetogramas de disco completo de baja resolución capturados en los ciclos 21–23 por el Observatorio Solar Wilcox, descubrimos no uno sino dos componentes principales de este campo magnético de fondo solar (ver Figura 1, gráfico superior del trabajo de la autora y referenciado abajo) asociado con dos ondas magnéticas marcadas con líneas rojas y azules.

Los autores derivaron fórmulas matemáticas para estas dos ondas que ajustan los componentes principales de los datos de los ciclos 21–23 con la serie de funciones periódicas y usaron estas fórmulas para predecir estas ondas para los ciclos 24–26. Estas dos ondas se encuentran generadas en diferentes capas del interior solar ganando frecuencias cercanas pero no iguales. La curva resumen de estas dos ondas magnéticas (Figura 1, gráfico inferior del artículo originario) revela la interferencia de estas ondas formando máximos y mínimos de los ciclos solares.

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Conclusiones

En este trabajo,Zharkova demuestra que el progreso reciente en la comprensión del papel del campo magnético de fondo solar en la definición de la actividad solar y en la cuantificación de las magnitudes observadas del campo magnético en diferentes momentos nos permitió habilitar una predicción confiable a largo plazo de la actividad solar en una escala de tiempo milenaria.

Se demuestra que estos grandes ciclos están formados por las interferencias de dos ondas magnéticas con frecuencias cercanas pero no iguales producidas por la acción de la doble dínamo solar a diferentes profundidades del interior solar. Estos grandes ciclos siempre están separados por grandes mínimos solares de tipo mínimo de Maunder, que ocurrieron regularmente en el pasado formando los conocidos Maunder, Wolf, Oort, Homeric,

Durante estos grandes mínimos solares, se produce una reducción significativa del campo magnético solar y de la irradiancia solar, lo que impone la reducción de las temperaturas terrestres derivadas para estos períodos del análisis de la biomasa terrestre durante los últimos 12.000 años o más.

El gran mínimo solar más reciente ocurrió durante el Mínimo de Maunder (1645-1710), lo que condujo a una reducción de la radiación solar en un 0,22 % con respecto a la moderna y una disminución de la temperatura terrestre promedio de 1,0 a 1,5 °C.

Este descubrimiento de la acción de doble dínamo en el Sol nos trajo una advertencia oportuna sobre el próximo gran mínimo solar, cuando el campo magnético solar y su actividad magnética se reducirán en un 70%. Este período comenzó en el Sol en 2020 y durará hasta 2053. Durante este gran mínimo moderno, se esperaría ver una reducción de la temperatura terrestre promedio de hasta 1,0 °C, especialmente durante los períodos de mínimos solares entre el ciclos 25–26 y 26–27, por ejemplo, en la década 2031–2043.

La reducción de la temperatura terrestre durante los próximos 30 años puede tener implicaciones importantes para diferentes partes del planeta en el crecimiento de la vegetación, la agricultura, el suministro de alimentos y las necesidades de calefacción en los hemisferios norte y sur. Este enfriamiento global durante el próximo gran mínimo solar 1 (2020-2053) puede compensar durante tres décadas cualquier señal de calentamiento global y requeriría esfuerzos intergubernamentales para abordar los problemas de suministro de calor y alimentos para toda la población de la Tierra.

Puedes seguir leyendo aquí el artículo completo.
Página web de Valentina Zharkova, aquí.

Referencia

Zharkova V. Modern Grand Solar Minimum will lead to terrestrial cooling. Temperature (Austin). 2020 Aug 4;7(3):217-222.

doi: 10.1080/23328940.2020.1796243.

PMID: 33117860; PMCID: PMC7575229.