Del magnetismo terrestre (I)

Experientia docet

Si bien se conocía en occidente desde el siglo XII que una aguja imantada señalaba al norte geográfico, es a partir del siglo XV cuando se despierta el interés por el magnetismo terrestre, motivado por necesidades prácticas, especialmente de los navegantes.

El primer trabajo de entidad sobre el geomagnetismo fue De magnete, publicado por William Gilbert en 1600. Para esa fecha los navegantes ya sabían que sus agujas algunas veces no apuntaban exactamente hacia el norte geográfico, sino que lo hacían con un ángulo, llamado posteriormente declinación magnética. También que la aguja a veces se apartaba de la horizontal, la llamada inclinación magnética. Los filósofos naturales asumían que el magnetismo de la Tierra surgía de las propiedades ocultas del mineral magnetita o por alguna conexión neoplatónica entre la Estrella Polar en los cielos y el polo norte magnético en la Tierra.

Gilbert, médico de profesión, discutía en su obra los cinco movimientos asociados al magnetismo, a saber, atracción (si bien él, gráficamente, lo llamaba coito), orientación, declinación, inclinación y rotación, como base preliminar para discutir su teoría sobre el magnetismo terrestre.

Terrella

Gilbert realizó experimentos con agujas magnéticas pequeñas colocadas sobre una esfera de magnetita (llamada “terrella”, pequeña Tierra en latín) con los que demostró que las irregularidades en la esfera cambiaban la orientación de las agujas. También que las agujas, paralelas a un plano tangente a la esfera en el ecuador, se iban inclinando conforme se acercaban a los polos, hasta que llegaban a la vertical en éstos. La Tierra, por tanto, era una inmensa esfera de magnetita con un alma magnética inmaterial en rotación.

Como el magnetismo en general, incluido el magnetismo terrestre, parecía la fuerza oculta por antonomasia, los nuevos filósofos mecánicos se veían en la obligación de encontrar una explicación en términos de materia en movimiento.

En sus Principia philosophiae (1644) René Descartes afirmaba que el magnetismo terrestre a la circulación de corrientes de partículas con forma de espiral (como sacacorchos). De esta idea surge una tradición, muy influyente hasta los años veinte del siglo XIX, de atribuir el magnetismo terrestre a fluidos magnéticos, activos y sutiles.

Halley_compass_variations_1702

Edmond Halley propondría, primero en 1683 y después en 1692 ante la Royal Society de Londres, que la Tierra realmente estaba parcialmente hueca, con atmósferas separando distintas capas esféricas, cada una con dos polos magnéticos. La rotación a distintas velocidades de estas esferas y la interacción entre los distintos polos eran las responsables de las variaciones en declinación e inclinación. Entre 1698 y 1700, Halley navegaría por el Atlántico midiendo las variaciones en declinación, y las representó en un mapa pionero, que se reeditó varias veces como General Chart of the Variation of the Compass entre 1701 y 1703.

Como decíamos, la teoría de fluidos de Descartes mantuvo su influencia hasta comienzos del siglo XIX. La culminación podría ser la teoría presentada en 1826 a la Académie des sciences de París por Charles-Augustin Coulomb y Simeon-Denis Poisson, en la que se asumía la existencia de fuerzas a distancia provocadas por fluidos contenidos en las sustancias magnéticas.

Otras figuras importantes anteriores a la teoría de Coulomb-Poisson, en la misma línea cartesiana, fueron Gavin Knight, Leonhard Euler (uno de las doce veces que ganó el premio de la Académie fue en 1746, en el que se pedía una teoría sobre el magnetismo terrestre), Franz Aepinus y Jean-Baptiste Biot.

Muchos investigadores intentaron encontrar descripciones adecuadas y teorías explicativas del magnetismo terrestre, sin embargo, las matemáticas necesarias hacían la tarea tremendamente compleja. Habría que esperar a un desarrollo matemático nuevo y sólido en el último cuarto del siglo para poder avanzar de forma significativa con el problema.

Mientras tanto, en los años treinta del XIX las hipótesis basadas en fluidos “boreales” y “australes” fueron perdiendo atractivo. Christopher Hansteen recuperó una versión de la idea de Halley basada en la existencia de dos ejes de rotación y cuatro polos en su Investigations Concerning the Magnetism of the Earth (1819). En un intento de encontrar los polos, definidos como lugares de inclinación magnética de 90º, Hansteen viajó a Siberia en 1830 y James Clark Ross a Canadá.

Si bien la teoría de los dos ejes no encontró muchos apoyos, la reintroducción de los polos como objeto de investigación, los intentos de matematizar las teorías y descripciones, y las distintas expediciones, trajeron nuevas ideas y datos observacionales al estudio del magnetismo terrestre.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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