¿Puede un aumento o disminución en la actividad de las manchas solares afectar el clima de la Tierra?

 

¿Puede un aumento o disminución en la actividad de las manchas solares
 afectar el clima de la Tierra?

 

    Fotografía de la NASA  

 

Una estrella típica, el Sol tiene un diámetro de aproximadamente 865.000 millas (1.392.083 kilómetros) (casi 10 veces mayor que el diámetro de Júpiter) y está compuesto principalmente de hidrógeno. El núcleo del Sol tiene una asombrosa temperatura de 29.000.000 grados F (16.111.093 grados C), mientras que la presión es aproximadamente 100 mil millones de veces la presión atmosférica aquí en la Tierra. En estas condiciones, los átomos de hidrógeno se acercan tanto que se fusionan. En este momento, aproximadamente la mitad de la cantidad de hidrógeno en el núcleo del Sol se ha fusionado en helio. Esto tardó aproximadamente 4.500 millones de años en lograrse. Cuando se agote el hidrógeno, la temperatura del Sol en la superficie comenzará a enfriarse y las capas externas se expandirán hacia afuera hasta cerca de la órbita de Marte. El Sol en este punto será una "gigante roja" y 10.000 veces más brillante que su luminosidad actual. Después de la fase de gigante roja, el Sol se reducirá hasta convertirse en una estrella enana blanca (aproximadamente del tamaño de la Tierra) y se enfriará lentamente durante varios miles de millones de años más.

Manchas solares:  Un aspecto interesante del Sol son sus manchas solares. Las manchas solares son áreas donde el campo magnético es aproximadamente 2.500 veces más fuerte que el de la Tierra, mucho más alto que en cualquier otro lugar del Sol. Debido al fuerte campo magnético, la presión magnética aumenta mientras que la presión atmosférica circundante disminuye. Esto, a su vez, reduce la temperatura en relación con su entorno porque el campo magnético concentrado inhibe el flujo de gas nuevo y caliente desde el interior del Sol hacia la superficie. 

Las manchas solares tienden a aparecer en pares que tienen campos magnéticos que apuntan en direcciones opuestas. Una mancha típica consiste en una región oscura llamada umbra , rodeada por una región más clara conocida como penumbra . Las manchas solares parecen relativamente oscuras porque la superficie circundante del Sol (la fotosfera) está a unos 10.000 grados F (5.538 grados C), mientras que la umbra está a unos 6.300 grados F (3.482 grados C). Las manchas solares son bastante grandes, ya que su tamaño promedio es aproximadamente el mismo que el de la Tierra.

Manchas solares, llamaradas solares, eyecciones de masa coronal y su influencia en la Tierra:  Las eyecciones de masa coronal (a la izquierda) y las llamaradas solares son explosiones extremadamente grandes en la fotosfera. En sólo unos minutos, las llamaradas se calientan a varios millones de grados F. y liberan tanta energía como mil millones de megatones de TNT. Ocurren cerca de las manchas solares, generalmente en la línea divisoria entre áreas de campos magnéticos de direcciones opuestas. La materia caliente llamada plasma interactúa con el campo magnético enviando una explosión de plasma hacia arriba y lejos del Sol en forma de llamarada. Las erupciones solares emiten rayos X y campos magnéticos que bombardean la Tierra en forma de tormentas geomagnéticas . Si las manchas solares están activas, se producirán más erupciones solares, lo que creará un aumento en la actividad de tormentas geomagnéticas en la Tierra. Por lo tanto, durante los máximos de manchas solares, la Tierra verá un aumento de las auroras boreales y australes y una posible interrupción en las transmisiones de radio y las redes eléctricas. Las tormentas pueden incluso cambiar la polaridad de los satélites, lo que puede dañar la electrónica sofisticada. Por lo tanto, los científicos a menudo preposicionan los satélites en una orientación diferente para protegerlos del aumento de la radiación solar cuando se produce una fuerte erupción solar o una eyección de masa coronal.

El ciclo solar: las manchas solares aumentan y disminuyen a lo largo de un ciclo promedio de 11 años. Desde 1749, hemos experimentado 23 ciclos solares completos en los que el número de manchas solares ha pasado de un mínimo a un máximo y de regreso al siguiente mínimo, a través de ciclos de aproximadamente 11 años. Ahora estamos en el ciclo 24. Este  gráfico del Centro de Vuelos Espaciales Marshall/NASA muestra la predicción del número de manchas solares para el ciclo solar 24. El  Centro de Vuelos Espaciales Marshall/NASA  también muestra el número promedio mensual de manchas solares basado en el Número Internacional de Manchas Solares de todos los ciclos solares que se remontan a 1750. ( Las observaciones diarias de las manchas solares comenzaron en 1749 en el observatorio de Zurich, Suiza).   

Un aspecto interesante de los ciclos solares es que el Sol pasó por un período de actividad de manchas solares casi nula desde aproximadamente 1645 hasta 1715 .  Este período de mínimos de manchas solares se llama Mínimo de Maunder. La "Pequeña Edad del Hielo" ocurrió en partes de la Tierra durante el Mínimo de Maunder. Entonces, ¿en qué medida afecta la producción solar al clima de la Tierra? Existe un debate dentro de la comunidad científica sobre hasta qué punto la actividad solar puede afectar o afecta el clima de la Tierra. Hay investigaciones que muestran evidencia de que el clima de la Tierra es sensible a cambios muy débiles en la producción de energía del Sol en períodos de tiempo de decenas y cientos de años. Los momentos de máxima actividad de las manchas solares se asocian con un aumento muy ligero en la producción de energía del sol. La radiación ultravioleta aumenta dramáticamente durante la alta actividad de las manchas solares, lo que puede tener un gran efecto en la atmósfera terrestre. Lo contrario ocurre durante la actividad mínima de manchas solares. Pero tratar de filtrar la influencia de la producción de energía del Sol y su efecto en nuestro clima con el "ruido" creado por una interacción compleja entre nuestra atmósfera, la tierra y los océanos puede resultar difícil. Por ejemplo, hay investigaciones que muestran que el Mínimo de Maunder no sólo ocurrió durante una época con una decidida falta de actividad de manchas solares, sino que también coincidió con un episodio de varias décadas de grandes erupciones volcánicas. Se sabe que las grandes erupciones volcánicas obstaculizan la entrada de radiación solar. Finalmente, también hay evidencia de que algunas de las principales glaciaciones que ha experimentado la Tierra fueron causadas por una desviación de la Tierra de su inclinación promedio de 23,5 grados sobre su eje. De hecho, la Tierra se ha inclinado entre 22 grados y 24,5 grados sobre su eje. 

Pero en general, cuando se examina la Tierra a escala global y durante largos períodos de tiempo, es seguro que la producción de energía solar sí tiene un efecto en el clima de la Tierra.