Cuando pensamos en el magnetismo lo primero que nos viene a la mente es el conjunto de objetos de uso cotidiano relacionados con los fenómenos magnéticos. Brújulas,  motores, tarjetas de créditos, reproductores de música, computadoras, diagnósticos por imágenes, radios, celulares, etc. Sin embargo, nuestra relación con el magnetismo va más allá de una simple cuestión de confort. Nuestro planeta está rodeado de un gran campo magnético que lo hace comportar como un enorme imán.

Sin lugar a dudas, esta característica no sólo ha marcado el rumbo de nuestras vidas sino el de todos los seres vivos del planeta.

Un gran imán

El origen del campo magnético terrestre se le atribuye al movimiento de la capa de hierro líquida que rota alrededor del núcleo sólido central de la Tierra.

Esta idea está basada en el principio del dínamo que dice: si un disco conductor rotatorio se coloca en un campo magnético se genera una diferencia de potencial entre su centro y el borde. Si además la corriente producida por este disco refuerza, de alguna manera, el campo magnético se dice que el dínamo es autoexcitado. En nuestro caso, el hierro líquido juega el mismo papel que las corrientes que refuerzan el campo magnético, que en la superficie de la Tierra llega a ser de unos 0.5 gauss – mil veces más chico que el campo magnético que genera un imán de heladera.

Aunque la teoría del dínamo terrestre está ampliamente entendida, muchos detalles siguen siendo un misterio ya que el movimiento del magma, o lava, a lo largo de períodos muy prolongados se vuelve muy complejo. Por ejemplo, es muy difícil explicar porqué el campo magnético terrestre se invierte aproximadamente cada unos 200.000 años, aunque ya pasaron unos 800.000 años sin haberse invertido. Parece ser que el dínamo de alguna manera se apaga, y al volver a encenderse lo hace con un campo magnético invertido. Durante el pasaje de una dirección a otra, puede haber períodos de tiempo, tal vez de unos miles de años, en los que el campo magnético sea prácticamente nulo.

Este estado tendría consecuencias muy serias sobre la vida en la superficie de nuestro planeta, ya que el campo actúa como un gran escudo que nos protege del viento solar, compuesto por corrientes de partículas altamente energéticas que constantemente nos bombardean desde el Sol. Estos vientos solares se deflectan alrededor de la Tierra gracias a su campo magnético. Si las partículas de viento solar, compuestas mayoritariamente por electrones y protones, llegaran directamente a la atmósfera terrestre desencadenarían una serie de complejos procesos químicos que destruirían el ozono de la estratosfera – la parte superior de la atmósfera.

La función más importante que cumple el ozono es absorber la radiación solar ultravioleta, muy dañina para la vida. Hoy, esta capa de ozono es el centro de atención público ya que nosotros, los mismos seres vivos, estamos atentando contra ella. De todos modos, sin el campo magnético protector el viento solar impactaría directamente sobre la atmósfera haciendo desaparecer por completo la capa de ozono. Muchas especies que viven al borde de la tolerancia de la radiación ultravioleta serían desvastadas durante largos períodos de campo magnético nulo. Los archivos geológicos muestran que en las épocas de reversión de campo magnético muchas especies de distinto tipo se extinguieron.

El campo magnético terrestre, entonces, es esencial para el origen y sustentación de la vida tal cual la conocemos. Pues, sin nuestro escudo magnético invisible no estaríamos aquí.

A esta importante conclusión se pudo llegar gracias a la existencia del imán natural –o más técnicamente, a la magnetita--, cuyo descubrimiento le permitió al hombre darse cuenta por primera vez de la existencia del campo magnético terrestre. Hoy día cualquiera que tenga una brújula en sus manos puede ver por donde pasan las líneas del campo magnético terrestre. Además, los esfuerzos que el hombre hizo desde la antigüedad para entender el misterioso fenómeno del magnetismo permitieron elaborar esta idea, casi fantástica, de que el interior de la Tierra se comporta como un gigantesco imán.

Bacterias fabricantes de imanes

Generalmente, la magnetita se encuentra formando capas en grandes depósitos de hierro. Esta peculiaridad condujo a la sorprendente hipótesis de que cierto tipo de bacterias fueron las encargadas de fabricar las minas de magnetita que hoy conocemos. De acuerdo con estudios muy recientes, existen unas bacterias denominadas GS-15 que sobreviven en ausencia de oxígeno y requieren hierro para su metabolismo. Comen el óxido ferroso no magnético –la forma natural en que el hierro se encuentra en las minas-- durante el desayuno, almuerzo y cena, y lo convierten en magnetita. Se cree que hace mil millones de años atrás, durante el período precámbrico, estas bacterias formaron las capas de magnetita a partir de grandes depósitos de hierro. Las GS-15, que parecen haber vivido a unos sesenta metros por debajo de la superficie de la Tierra, pertenecen al linaje de microorganismos anteriores al desarrollo de la fotosíntesis. También fueron encontrados depósitos de magnetita en el océano con una edad que oscila desde el cuaternario (dos millones de años) al eoceno (quince millones de años), época en la que fueron habitados por estas bacterias.

Dicen que una bacterias andan por allí comiendo hierro y transformándolo en imanes

Bacterias bien orientadas

Por otro lado, existen otras bacterias, denominadas magnetostáticas, que usan el campo magnético terrestre para encontrar su comida. Estas criaturas tienen pequeñas brújulas en su cuerpo que no usan para distinguir el norte del sur sino arriba de abajo. La existencia de las bacterias magnetostáticas son un ejemplo más de la magnífica obsesión de la naturaleza. La vida se expande en todas las posibles grietas y rincones ecológicos y hace uso de todas las oportunidades que se le ofrecen para sobrevivir. Uno de estos nichos involucra el uso de la información contenida en el campo magnético terrestre.

Las líneas del campo magnético terrestre se dirigen aproximadamente desde el polo sur geográfico al polo norte. Pero como los polos del imán terrestre se encuentran en el interior, las líneas de campo magnético están inclinadas respecto de la superficie de la Tierra, excepto en el ecuador magnético. Cerca de los polos magnéticos, en cambio, las líneas de campo se dirigen hacia arriba en el polo sur geográfico, o hacia abajo en el polo norte, y las brújulas empiezan a ser de muy poca utilidad.

Las bacterias magnetostáticas, entonces, nadan a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre. En experimentos de laboratorio, se comprobó que si el campo era invertido la bacteria magnetostática nadaba en la dirección opuesta. Estas bacterias normalmente viven en lagos y pantanos, y andan en busca de nutrientes que se encuentran en los sedimentos del fondo. Para encontrar su comida nadan hacia las profundidades a lo largo del campo magnético terrestre. Estos organismos evolucionaron para hacer esto gracias a los pequeños granos de magnetita de sus células que, al estar unidos en largas cadenas, funcionan como un rudimentario detector de campo magnético. Al igual que ocurre con dos imanes de polos opuestos, el suave tirón magnético que reciben las bacterias desde el polo norte de la Tierra las guía a nadar hacia las profundidades de los sedimentos.

Si a una bacteria magnetostática del norte se la llevara al sur continuaría nadando a lo largo del campo magnético. Pero en el hemisferio sur las líneas de campo se dirigen hacia arriba, es decir, hacia la superficie. Entonces, las bacterias seguirían las líneas de campo hasta encontrar la superficie del agua y morir de hambre. Esto ha sido confirmado mediante experimentos en laboratorios.

A esta altura podríamos preguntarnos ¿qué le pasaría a la bacteria cuando el campo magnético terrestre se invierte? Inadvertidamente la naturaleza ha tenido también este cuidado gracias a las mutaciones. En una población normal de bacterias hay mutantes aberrantes que nadan en la dirección equivocada y se mueren. Pero si el campo magnético se invierte son éstas las que tomarán ventaja y sobrevivirán. Luego las normales se morirán de hambre y las mutantes sobrevivirán para comenzar una nueva población, y tal vez, nuevas especies de bacterias magnetostáticas.

El descubrimiento de estas bacterias llevó a especular que una gran cantidad de colonias podrían haber sido las responsables de los estratos de magnetita que residen en los depósitos de hierro. Hace unos dos mil millones de años las bacterias magnetostáticas pudieron haber sido la especie más dominante del planeta. Todavía hoy están desparramadas y se han encontrado en algunos lugares de Bavaria. Ellas también convierten el hierro en magnetita en el interior de sus células y esto contribuye a las formación de granos de magnetita en el suelo. Pero estos granos de magnetita son muy pequeños y no ocurren en suficientes cantidades como para producir rocas magnéticas. En cambio, pare ser que la bacteria GS-15 es la verdadera responsable.

Animales magnéticamente sensibles

Muchas otras especies son magnéticamente sensibles y usan el magnetismo para sobrevivir. Abejas, palomas, tortugas marinas, varias especies de pájaros migratorios, salmones, atunes, delfines y ballenas.

Por ejemplo, se sabe que los delfines del Pacífico tienen magnetita en la estructura celular de lugares específicos del cerebro. Por eso es muy probable que los delfines usen el campo magnético terrestre para distinguir entre abajo y arriba. El delfín es un mamífero que respira aire y regularmente debe ir hacia la superficie por aire. Durante una inmersión nocturna ¿cómo sabe donde está la superficie del agua? Su sonar no puede serle de gran utilidad. Y como el delfín es neutralmente flotante no puede relajarse y esperar que el empuje lo lleve hacia arriba. Por eso parece bastante probable que los delfines sean sensibles al tirón magnético de la Tierra y lo utilicen como forma efectiva para saber hacia donde hay que nadar para tomar aire.

Por otro lado, los estudios detallados del campo magnético a lo largo del globo muestran que el campo magnético terrestre, en vez de ser uniforme, es bastante irregular. Por ejemplo, a lo largo de la costa este de los Estados Unidos hay grandes irregularidades en donde el campo magnético apunta hacia la costa. Por eso se piensa que hay una relación muy estrecha entre la gran cantidad de ballenas encalladas y las altas anomalías locales del campo magnético terrestre.

Finalmente, llegamos al magnetismo animal, frase acuñada por el médico austríaco Friedrich Antón Mesmer, mediante la cual le atribuía al cuerpo un poder natural que podía ser restaurado por medio del uso terapéutico del magnetismo. Ésta es otra historia de Divulgón.