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Clase 7: El dínamo terrestre

Qué enciende un campo magnético planetario y qué lo apaga

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Esta clase se publica junto con la próxima versión del motor.

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🎯 Objetivos

  • Explicar los tres ingredientes de un dínamo planetario
  • Usar el criterio del flujo adiabático para decidir si un núcleo convecta
  • Entender el papel del núcleo interno y de la rotación
  • Reconocer lo que el modelo térmico de MHD-INT todavía no explica

🧪 Ejercicio

  1. Simula la Tierra y Marte con el modelo térmico activado. Anota el flujo núcleo-manto y el flujo adiabático de cada uno y explica cuál tiene dínamo.
  2. Con los datos del documento, calcula cuántos grados por cada mil millones de años se enfría el borde del núcleo terrestre en el modelo.
  3. En el Modo Sintético (PRO), con el modelo térmico, simula una Tierra con un día de 5, 10 y 20 días. ¿Desde qué rotación el dínamo es multipolar?
  4. Investiga la capa estable en el tope del núcleo de Mercurio: ¿por qué debilitaría su campo?

⚠️ Límites del modelo

  • Esta clase usa el modelo térmico rediseñado en octubre de 2026, que llega a los usuarios con MHD-INT v5.2.3. En la v5.2.2 el modelo térmico es el anterior (marcado como experimental) y da otros resultados: publica la clase cuando la v5.2.3 esté disponible.
  • El modelo térmico es parametrizado: no resuelve las ecuaciones del fluido ni de la inducción, usa leyes de escala de simulaciones de dínamo (Christensen y Aubert 2006).
  • La única constante ajustada es la razón entre el campo interno y el dipolo (b ≈ 3,7), calibrada para que la Tierra de hoy dé 0,31 G. Que la Tierra coincida no es una predicción.
  • La simulación parte del estado actual: no reconstruye la historia de Marte ni la edad del núcleo interno terrestre.
  • Mercurio sale unas diez veces más fuerte que lo medido; no se modela la capa estable del tope del núcleo.
  • En la Tierra con día de 10 días, la marea lunar sigue actuando y la rotación cambia durante la simulación; el gráfico de rotación usa el estado inicial.
  • Los dos experimentos (día de 10 días, Marte con 1 TW) son hipotéticos.

📚 Referencias

  • Christensen y Aubert (2006), Scaling properties of convection-driven dynamos in rotating spherical shells, Geophys. J. Int. 166.
  • Christensen (2010), Dynamo scaling laws and applications to the planets, Space Sci. Rev. 152.
  • Driscoll y Bercovici (2014), On the thermal and magnetic histories of Earth and Venus, PEPI 236.
  • Labrosse (2015), Thermal evolution of the core with a high thermal conductivity, PEPI 247.
  • Hemingway y Driscoll (2021), History and future of the Martian dynamo, JGR Planets 126.
  • Tarduno et al. (2010), Geodynamo, solar wind, and magnetopause 3.4 to 3.45 billion years ago, Science 327.
  • Christensen (2006), A deep dynamo generating Mercury's magnetic field, Nature 444.

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La versión libre alcanza para todo el curso. MHD-INT STANDARD suma 300 planetas, laboratorios guiados y reportes; PRO agrega 8 modos avanzados.

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