Análisis de las fluctuaciones del campo geomagnético principal

Resumen

La existencia de un campo magnético de origen interno es una de las características más importantes de nuestro planeta y, sin embargo, aún no entendemos muchos aspectos de su comportamiento. Puesto que se origina en el núcleo externo, muy lejos de nuestro alcance, nuestra mejor opción para comprender su dinámica y conocer su posible evolución en el futuro pasa por estudiar cómo se ha comportado en el pasado Los estudios paleomagnéticos permiten obtener información sobre el campo magnético terrestre (CMT) en el pasado a partir de la medición de la imanación remanente de minerales ferromagnéticos. Estos datos permiten desarrollar curvas de variación paleosecular (PSVC) y modelos paleomagnéticos que describen la forma y la evolución del CMT a lo largo del tiempo. Sin embargo, aún existen numerosas lagunas de datos en ciertas zonas y periodos. Además, hay que tener en cuenta que estos datos experimentales llevan asociadas ciertas incertidumbres que es necesario conocer para interpretar correctamente los resultados obtenidos a partir de ellos Complementariamente, el estudio del CMT se puede abordar a través de modelos numéricos. Los modelos magnetohidrodinámicos son muy complejos y conllevan un gran coste computacional. Esto justifica la utilización de modelos simplificados que sean capaces de reproducir de modo aproximado algunas de las características de interés. Cabe entonces cuestionarse hasta dónde es posible simplificar los modelos y qué mecanismos concretos deben incluir para que simulen correctamente el comportamiento del CMT. La presente tesis plantea el análisis de las fluctuaciones del campo magnético terrestre en diferentes escalas desde una perspectiva tanto experimental como teórica Por un lado, se ha llevado a cabo el estudio arqueomagnético de 28 estructuras de combustión procedentes de 8 yacimientos de España y Portugal, incorporándose a la base de datos de Iberia un total de 10 nuevas direcciones y 26 paleointensidades que cubren parcialmente las lagunas de datos existentes en la región para los 3 últimos milenios. A partir de la base de datos actualizada se ha generado una PSVC del vector completo de Iberia para los últimos 3000 años. La característica más notable de la nueva PSVC es que muestra un importante máximo entre el 800 a.C. y el 400 a.C. alcanzando valores de 85 microteslas, las intensidades más elevadas registradas en Iberia en los últimos 3 milenios. Un estudio posterior de otros 6 yacimientos sugiere que este máximo consiste realmente en dos máximos distintos con unas variaciones de intensidad extremadamente rápidas. A partir de un análisis a escala continental se ha observado que esta anomalía podría corresponderse con la migración hacia el oeste de la Anomalía de la Edad del Hierro del Levante (LIAA) desde Oriente Próximo Por otro lado, se ha evaluado la complejidad dinámica del CMT a partir de series temporales en base al teorema de Takens. Se ha modificado la metodología propuesta por Cao (1997) para evitar la problemática de la elección del desfase y obtener así resultados más robustos. Los resultados obtenidos con distintos modelos en diferentes periodos ponen de manifiesto que la complejidad es subestimada en series suavizadas, como las procedentes de modelos que incluyen sedimentos o de periodos donde el modelo es menos preciso. Se concluye que la dimensión de inmersión (o complejidad) del CMT debe ser 5 o encontrarse muy próxima a este valor Por último, se ha desarrollado un modelo simplificado capaz de reproducir las principales características de las fluctuaciones del momento dipolar axial asociadas a la variación secular, las excursiones y las inversiones de polaridad. El modelo se basa en dos partículas brownianas que interaccionan dentro de un potencial. Se ha establecido que la existencia de una diferencia de temperatura entre ambas partículas, que es una característica general que podría incluirse en otros modelos, es la responsable de la aparición de patrones temporales asimétricos