¿Por qué la Tierra se comporta como un imán de barra natural?

El campo magnético de la Tierra es causado por corrientes de Foucault en las partes líquidas del interior del planeta. Creemos que el campo no se debe a un imán permanente porque: (1) su dirección y fuerza cambian con el tiempo, y (2) el interior del planeta es más caliente que la temperatura de Curie de sus elementos, por lo que un imán permanente no retendría su magnetismo. Sin embargo, decir que el campo se debe a las corrientes de Foucault no es suficiente. Simplemente girar alrededor de un fluido conductor no produce un campo magnético. Tiene que haber alguna fuente de corriente eléctrica para que todo el proceso funcione, y no sabemos cuál es esa fuente. Se han propuesto varias posibilidades. Los ejemplos incluyen: (1) Los elementos separados gravitacionalmente producen una diferencia de voltaje, como en una batería; (2) Los elementos separados gravitacionalmente combinados con el diferencial de temperatura entre el núcleo de la Tierra y su manto crean una unión de termopar que produce voltaje y, por lo tanto, corriente; y (3) Flujo de electrones producidos por la desintegración Beta del material radiactivo en el núcleo. Sin embargo, ninguna de estas explicaciones se acepta como probada, y se cree que algunas son muy poco probables. Entonces, la fuente de la corriente eléctrica sigue siendo un misterio.

Cuando decimos que el campo de la Tierra se comporta "como un imán de barra", tenemos en mente un campo que es aproximadamente dipolar. Entonces, si bien es cierto que una geodinamo alimenta el campo (consulte esta página de Wikipedia), necesitamos decir un poco más. Primero, la rotación de la Tierra organiza el flujo, tendiendo a alinearlo con el eje de rotación. En segundo lugar, el campo magnético de una fuente finita se parece cada vez más a un dipolo a medida que nos alejamos de él; en una expansión multipolar, cuanto mayor es el orden del término, más rápido cae. La superficie de la Tierra tiene un radio que es aproximadamente el doble del radio en el límite entre el núcleo y el manto, distancia suficiente para una reducción sustancial en las contribuciones no dipolares (ver Merrill y McElhinny, "The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Núcleo y el Manto Profundo", Academic Press 1998, capítulo 2). Finalmente, el campo magnético en el núcleo podría tener un gran componente toroidal, pero sabemos poco acerca de su fuerza porque los componentes toroidales no pasan el límite entre el núcleo y el manto (Merrill &

La Tierra se comporta como un imán porque el núcleo de hierro fundido de la Tierra interactúa con el movimiento de electrones en la superficie del planeta. Usa una brújula para determinar la dirección de los polos magnéticos norte y sur.

Entonces, la tierra se comporta como un imán.