Sobre la Teoría de la Relación entre Partículas Cósmicas y Terremotos

Introducción

En muchas ocasiones se ha hablado sobre la debilidad ofrecida por el Sistema Solar a los embates galácticos. Variaciones pequeñas de los parámetros medios, podrían desencadenar importantes cambios a nivel local. Por tal motivo, la ciencia astronómica ha enfocado sus esfuerzos al constante monitoreo de las condiciones solares y galácticas en general. Las observaciones de M.A. Despotashvili y su equipo de investigación (1999) del Departamento de Rayos Cósmicos de la Academia Georgiana de Ciencias (http://www.science.org.ge/), presentan una importante relación entre las variaciones de los Rayos Cósmicos y otras partículas asociadas previo a eventos sísmicos considerables (>6). El siguiente documento pretende realizar una revisión de los aspectos más relevantes de la hipótesis entre la relación Rayos Cósmicos-Sismos, para finalmente diseñar un sistema de monitoreo de este parámetro que permita ser integrado a la teoría atmosférica-sísmica, MPSOSI,  y otros similares.

Comportamiento del Flujo de Rayos Cósmicos previo a Eventos Sísmicos

De acuerdo a las observaciones puntualizadas en el documento «Impresiones de la Tormenta Solar del 3 de Mayo de 2010» (https://clubdeastronomia.wordpress.com/2010/05/04/impresiones-de-la-tormenta-solar-del-3-de-mayo/), variaciones en los índices kp y flujo de electrones (e-flux) suelen variar alrededor de 30-36 horas antes de un evento sísmico. Gracias a las sondas SOHO, GOES, y ACE, es posible obtener información de estos parámetros en intervalos tan reducidos como 15 minutos. Observaciones preliminares indican que, mientras estos factores han de incrementarse, los índices de rayos cósmicos, especialmente los denominados mesones μ (muones) caen abruptamente alrededor de 30 minutos antes de un terremoto.

Cuando partículas energéticas, tales como protones y partículas alfa  (>50 GeV) provenientes del espacio colisionan con la atmósfera terrestre suelen generar lo que se llama lluvia cósmica (cosmic shower), que es la desintegración de la partícula energética en distintos subproductos atómicos, entre los que se encuentran los muones, que en estricto rigor son una especie de leptón, generalmente asociado a uno dos electrones.

Esquema de la Desintegración de Partículas Energéticas en la Atmósfera. Los Muones son designados con la letra μ.

Interacción del Flujo de Rayos Cósmicos y la Actividad Solar

Las Eyección de Masa Coronal (CME) y los chorro de plasma (HSS) proveniente de un agujero coronal (CH), suelen estar asociados a un gran flujo de electrones libres, que son transportados desde la corona solar (donde la interacción termonuclear del hidrógeno libera electrones para la conversión a Helio) hacia las regiones interiores del sistema solar, incluída la Tierra (condición geo-efectiva).

Anomalía en el plot de Rayos Cósmicos 70 horas antes del terremoto de Kutch (India - 2001)

Este flujo de electrones genera anomalías en el campo magnético terrestre de manera análoga a lo que ocurre al inducir una corriente eléctrica a un imán (las lineas magnéticas se perturban). Esta fenomenología genera un enrobustecimiento de la ionosfera (aumento del TEC y foF2), tal como se plantea en el documento «El Reporte de la Discordia: Descripción del Método MPSOSI» (https://clubdeastronomia.wordpress.com/2010/05/24/el-reporte-de-la-discordia-descripcion-del-metodo-mpsosi/).

Es de esperar entonces, que el número de partículas desintegradas en la atmosfera decaiga de manera importante durante los eventos solares descritos anteriormente, lo que corrobora la disminución de la tasa de muones observada previa a eventos sísmicos.

Demostración de los Efectos de la Actividad Solar en la Desintegración de Rayos Cósmicos en la Atmósfera Terrestre

 

 Efecto de los Rayos Cósmicos en la Climatología Global

Los estudios realizados por CERN en el año 2000, indican que el incremento de la tasa de rayos cósmicos que inciden en la atmósfera pueden generar un aumento sustancial de la capa nubosa que cubre la superficie terrestre. Entonces, la nubosidad asociada al incremento de rayos cósmicos (3-5% del total de nubosidad global)  es un factor indirecto de baja actividad solar.

En días con nubosidad asociada a efectos de rayos cósmicos, la posibilidad de eventos sísmicos disminuye considerablemente.

El siguiente trend muestra la estrecha relación entre emisión de rayos cósmicos y nubosidad:

Relación de la Tasa de Rayos Cósmicos y la Nubosidad Global

Conclusiones y Discusión Final

En base al análisis, es posible entonces declarar que los valores medidos de rayos cósmicos en la atmósfera están estrechamente relacionados con la actividad solar, y de manera indirecta, con la generación sísmica. Los estudios indican que el aumento de la actividad ionosférica asociada a terremotos es inversamente proporcional al valor medido de muones. El índice de muones y partículas cósmicas en general también puede ser un índice confiable para la evaluación de la capa nubosa del globo. Es posible pensar entonces que, un aumento superlativo de rayos cósmicos haya producido un superhábit de nubosidad planetaria, originando la pasada era glacial.  Al respecto, es necesario revisar las teorías propuestas, destacando la teoría de la super-ola cósmica de Paul Laviolette (1999). Algunas fuentes usuales de radiación cósmica son explosiones de supernovas, pulsars, centros galácticos y agujeros negros. Sería oportuno rastrear las fuentes de emisión más próximas, y obtener así no sólo una prueba de que tales explosiones hayan contribuído a los cambios climáticos globales, sino que podrían eventualmente predecir dichos comportamientos.

Referencias y Lectura Complementaria

A Study of the Link Beetwen Cosmic Rays and Clouds with a cloud chamber at the CERN – CERN (http://cloud.web.cern.ch/cloud/documents_cloud/cloud_proposal.pdf)

Strong Earthquakes, Novae, and Cosmic Ray Enviroment – Yu Zheng Dong (http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1985ICRC….5..529Y/E000529.000.html)

Cosmic Ray May Help Predict Earthquakes – Science Daily Publication Nov 9 /1998 (http://www.sciencedaily.com/releases/1998/11/981106113737.htm)

Monitor de Muones y Rayos Cósmicos

http://neutronm.bartol.udel.edu/spaceweather/

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