Observatorio Magnético de Trelew

El sistema de observatorios magnéticos tiene una historia relativamente corta que se remonta a comienzos de 1800. La necesidad de mediciones precisas y contínuas del campo magnético de la Tierra fue reconocido tempranamente en el campo del geomagnetismo, con el fin de mantener archivos de bases de datos históricos, y para estudiar el Sol, el interior de la Tierra, y el medio ambiente espacial que nos rodea. Hoy hay cerca de 200 observatorios magnéticos en el mundo, 2 de los cuales son operados por el Departamento de Magnetismo Terrestre de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata.

Un observatorio magnético es un sitio con un medio ambiente nomagnético destinado al registro continuo del campo magnético de la Tierra. Los edificos que albergan los sensores y el equipo de mediciones del campo están hechos de materiales nomagnéticos, incluyendo clavos de aluminio, herrajes de bronce, y cemento sin materiales que tengan propiedades magnéticas. Generalmente hay un edificio de sensores que contiene los sensores magnéticos, un edificio de electrónica para albergar los equipos electrónicos y registradores, y un edificio de absolutas para realizar ediciones absolutas del campo. Para medir periódicamente el valor absoluto de las componentes del campo geomagnético en un intervalo de tiempo corto, se usan instrumentos especiales. Esas medidas luego se usan para proveer una línea base o nivel de referencia cero para reducir los registros de datos contínuos a valores del campo magnético calibrados.

1947 - 1970

En el año 1948 se tomaron decisiones importantes en cuanto a la disciplina del Magnetismo Terrestre. Entre ellas cabe mencionar la enseñanza de la materia en la, así llamada, Escuela Superior de Ciencias Astronómicas y Conexas, como parte del curso rotativo de Geofísica a cargo del Jefe del Departamento de Geofísica, Ing. Gershanik; y, por otra parte, el planeamiento de dos estaciones magnéticas: una a instalarse en el sur de la Prov. de Buenos Aires y otra en la estación astro-geofísica "Félix Aguilar", que se estaba construyendo en la Patagonia, formulándose los Proyectos correspondientes por medio de la Dirección Nacional de Arquitectura, repartición encargada de la construcción iniciada en diciembre de 1947.

En 1947, uno de los Proyectos de la UGGI para la República Argentina era que tendría que tener por lo menos cinco estaciones magnéticas, convenientemente distribuidas, para perfeccionar los relevamientos de esta índole realizados en los años siguientes. Esto fue motivado por el hecho de que, a diferencia de Europa y Norteamérica que tenían un gran número de observatorios magnéticos, Sudamérica estaba desprovista de ellos, pues sólo había en Huancayo (Perú), Río de Janeiro (Brasil), y Pilar, La Quiaca y Orcadas (Argentina). También eran escasas las campañas realizadas en relevamientos magnéticos. El Observatorio se interesó en este problema y lo propuso en la IV Reunión Panamericana de Consulta sobre Cartografía.

El 19 de Julio de 1949 se crea el Departamento de Magnetismo Terrestre y Electricidad Atmosferica con la dirección del Dr. Leonidas Slaucitajs. También en 1949 se recibieron dos juegos de variómetros registradores Ruska, uno de los cuales se instaló en el pabellón de Geofísica del Observatorio Astronómico para experimentos foto-registradores y ópticos, habiéndose determinado unas constantes. Para facilitar los estudios teóricos sobre variaciones diurnas se comenzó a construir un mapa en coordenadas geomagnéticas. En ese año también se formalizó un contrato con el Dr. Petersen, Director del Instituto Meteorológico Danés, para la construcción de dos QHM, recibiéndose el QHM 176 en mayo de 1951, calibrado previamente en el Observatorio Magnético de Rude Skön, Dinamarca.

Entre 1949 y 1950 se realizaron campañas en la Prov. de Buenos Aires, midiéndose D, H y Z, con el fin de: i) investigar en forma más detallada el campo vertical Z y sus posibles anomalías; ii) estudiar la variación secular de la componente horizontal H, cerca de un foco isopórico muy característico próximo a la costa atlántica argentina, y iii) obtener registros de D, H y Z en una estación magnética temporaria ubicada en la Escuela Inchausti (35,6S 60,5 W), los cuales, junto con las observaciones visuales sobre las variaciones diurnas cerca de La Plata, son importantes para estudiar las amplitudes y el curso de la variación diurna y las perturbaciones en la región mencionada. Se proyectaba efectuar, con esa estación transportable, registros de otras regiones con otro juego de variómetros en el observatorio magnético fijo que se iba a instalar en el Territorio Nacional de Santa Cruz, en Paso del Río La Leona, entre los lagos Viedma y Argentino, donde se estaba construyendo la Estación Astronómica Austral "Félix Aguilar".

En el I Congreso Nacional de Cartografía en 1951 el Dr. Slaucitajs recomendó que, en vista de que en 1952 era el próximo período de la época de periodicidad decenal (1912, 1922, 1932, 1942) para investigar la variación secular geomagnética, se podría efectuar en ese año mediciones en las estaciones de repetición.

Por otra parte, en 1951 se inicia en el Departamento de Magnetismo Terrestre la actividad en el campo de la Electricidad Atmosférica, colaborando el Sr. Ingrao, quien realizó una conferencia sobre "Problemas de la Ionosfera". Asimismo, el Dr. Slaucitajs elaboró los Programas de Geomagnetismo para Cursos de Perfeccionamiento de Geólogos y para la materia "Geofísica" para los estudiantes del Museo. Expuso sobre "Investigación de la Variación Secular" en la Asamblea de la UGGI de ese año en Bruselas, siendo elegido Miembro del Comité para Estaciones de Repetición de la Asociación Internacional de Magnetismo y Electricidad Terrestre. También el "Archiv für Polarforschung" de Kiel (Alemania) lo eligió como Colaborador Científico.

Considerando la conveniencia de contar con Estaciones Geomagnéticas entre Pilar (Córdoba) y Orcadas, se decidió concretar la Red de Observatorios Magnéticos entre los meridianos 60 y 70, instalando una estación en Trelew (Chubut) para contribuir a las investigaciones sobre Geofísica Planetaria en el año 1957 con motivo del Año Geofísico Internacional (AGI o IGY), donde también el Laboratorio Ionosférico de La Armada había decidido radicar una estación en el mismo, pudiéndose establecer una relación de ayuda recíproca. Con el comienzo del AGI en junio empieza a funcionar el observatorio desde 1/7/57.

La estación geomagnética se ubicó en las coordenadas geográficas (43 14'7S, 65 18'9W) (coordenadas magnéticas (-32; 3E)) sobre la ruta a un kilómetro de la ciudad de Trelew, en un lugar cedido en préstamo, previo relevamiento magnético de la zona. Como la duración de los registros debía de ser por dos años y como el terreno no era propio, la construcción de los locales fue simple y de bajo costo, tipo prefabricada con paneles construidos en La Plata y trasladados y montados en Trelew.

El observatorio en esta primera etapa se dotó con un juego de variómetros de la empresa norteamericana Ruska adquiridos en 1960, pero fabricados en 1948, que estaban en reserva en el Observatorio Astronómico de La Plata. Su instalación y ulterior atención estuvo a cargo del Prof. Sidoti y de la astrónoma Hulda Hartmann, bajo la supervisión del Dr. Slaucitajs, Jefe del Departamento de Magnetismo Terrestre. La estación comenzó a funcionar el 1 de julio de 1957, y duró hasta setiembre de 1972, lo cual sirvió de base para establecer un observatorio geomagnético permanente en Trelew. Además de esta, se mantuvo otra estación geomagnética experimental en el paraje llamado "Las Acacias", situada en el kilómetro 28 de la ruta 11, desde La Plata a Magdalena. Esta última se ubicó a los (35° 00'4S, 57° 41'4W).

Se contaba con el siguiente instrumental:

Teodolito magnético Schulze N. 86 de 1900 en buen estado, prestado por el Servicio de Hidrografía Naval ARA. Sólo para D y Do. Desde mediados de 1957 hasta enero 1962.
QHM N° 176: llegado en 1951. Para H y Ho; D y Do. Se usó desde el comienzo hasta setiembre de 1972 (fin de este observatorio).
QHM N° 621: desde diciembre de 1965 hasta el fin del viejo observatorio.
QHM 212: febrero-marzo 1953.
BMZ N° 24: Facilitado por el ex Jefe del Departamento de Magnetismo Terrestre. Se usó hasta octubre de 1957.
BMZ N° 189: Desde octubre de 1957 llegado de Dinamarca, hasta fines de enero de 1960.
BMZ N° 232: Desde enero de 1960, llegado de Dinamarca.
BMZ N° 278: En abril de 1965 llega de Dinamarca y comienza a operar en julio de ese año. A partir de esa fecha la 232 y 278 operan hasta el fin de este observatorio en setiembre de 1972.

Entre abril y mayo de 1965 llega nuevo instrumental (Nemesio González-Boletín Oficial del 10/10/67. Llamado a licitación pabellón de madera):

Magnetómetro Protónico Elsec tipo 592 N° 232 con registrador tipo 615 N° 109 de la firma Littlemore Scientific Engineering Co. de Inglaterra.
QHM 661 (desde diciembre de 1965 en Trelew), 662 y 663 (desde abril de ese año).
BMZ N° 278
Variómetros para registro rápido La Cour (Quick Run).

Los últimos tres del Meteorological Institut, Charlottenland, Dinamarca. En 1966 llega el variógrafo GV3 de Askania.

Por el aporte de sus datos se lo reconoció internacionalmente como estación fundamental, tanto es así que sus registros debían terminarse a fines de 1958 y continuaron sin interrupción hasta setiembre de 1972, pero continuando en otro lugar en una nueva ubicación. La acción climática y la expansión de la población causaron deterioros y efectos perjudiciales en el normal funcionamiento. En 1962 se pensó en trasladarlo en un amplio terreno propiedad de la UNLP y una mejor edificación, para que pudiera funcionar varios años y ser un observatorio completo de primera categoría.

1970 hasta el presente

Años después de realizarse el Año Geofísico Internacional (IGY), el ICSU resolvió realizar otra empresa parecida entre el 1 de abril de 1964 y el 31 de diciembre de 1965, coincidiendo con el Mínimo de Actividad Solar, y se la designó con el nombre de Año Internacional del Sol Quieto (QSIY). Argentina organizó por Decreto del 4 de julio de 1963 la Comisión Nacional para la Investigación del Sol Quieto (CNAISQ), integrada, entre otras instituciones, por el Observatorio Astronómico de LA Plata, siendo el representante nacional en la misma el Ing. S. Gershanik. La nueva empresa encaró la Actividad Solar, Aeronomía, Auroras y Luz Nocturna, Geomagnetismo, Ionósfera, Meteorología y Rayos Cósmicos. La contribución del Observatorio se orientó a los temas de Ionósfera y Geomagnetismo.

Con la ayuda de recursos provistos a la CNAISQ por el gobierno nacional se mejoraron considerablemente las condiciones de la estación de Trelew, en cuanto a compra de instrumental y gastos de instalación, proveyéndola de pabellones nomagnéticos amplios y cómodos, cuyo proyecto lo realizó el Ing. Roco y el Arq. Pérez según los esquemas preparados por el Prof. Sidoti, encargado de buscar un nuevo sitio y preparar dos preproyectos de los nuevos edificios. La construcción de los mismos se hizo por la firma Churin y Caboller, en un terreno de 50 ha seleccionado por el Dr. Slaucitajs con ayuda del Ing. Mateo y que el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) cedió al Observatorio Astronómico de La Plata mediante gestiones efectuadas durante la Dirección del mismo Ing. Gershanik. El 20/7/65 el Consejo Directivo del INTA aprueba la cesión definitiva a la UNLP de una fracción de terreno en el lote 15H de 48 Ha 40 a 69,48 ca a 5 km de Trelew, sobre la base de un plano de 1937. Se llama a licitación por concurso público para la ejecución definitiva de los planos del nuevo observatorio de Trelew, urbanización, pliegos de condiciones, dirección de inspección, etc. el 31/12/65. La construcción empezó bajo esa Dirección, prosiguiendo con Directores subsiguientes (Dr. Sahade, Sr. Cesco). La provincia de Chubut, a través de la Dirección de Energía, llevó la energía eléctrica, al colocar los postes para la línea de alta tensión y fijar el lugar del transformador, el 31/12/65. En 1966 se finalizan los proyectos y planos y se realizó el relevamiento altimétrico del terreno.

Con fondos de igual procedencia, se pudieron adquirir tres tubos QHM (621, 622 y 623), un BMZ (178), un variógrafo de registro rápido La Cour, un magnetómetro protónico Elsec con registrador, un inductor terrestre y un variógrafo Askania GV3.

Trelew contribuyó con observaciones muy buenas realizadas con el nuevo instrumental, pero no en los nuevos pabellones pues se terminaron en el año 1969.

Debido al aumento de costos se llama a licitación sólo para una parte de la obra. A principio de 1967 se inicia la obra con la construcción de un pabellón para medidas absolutas. Las construcciones fueron prefabricadas en La Plata y montadas en Trelew. En 1967 se replantea la obra y se orientan las paredes de los pabellones del nuevo observatorio según el meridiano magnético.

Entre 1968-69 se termina la construcción no magnética y se preadjudica la construcción para el resto. A medida que se consiguen fondos se van construyendo los pabellones. En 1969 culmina la construcción de los 5 pabellones. Se modifica el proyecto original de los pabellones vivienda-oficina y las obras auxiliares y se cierra la licitación. En 1969 se preadjudica la obra: oficina-vivienda, torre tanque y vivienda y contrato de ejecución. Se hacen los preparativos para instalar el observatorio en los nuevos pabellones. En 1970 se instala un juego de variómetros Ruska. En 1971 se hace la recepción provisoria de la oficina-vivienda y torre tanque y en 1972 toma posesión de la oficina-vivienda el encargado del observatorio.

En la actualidad el Observatorio Magnético de Trelew cuenta con un sistema digital de registro en paralelo con el registro clásico instalado,por el Dr. Jean Rasson del Instituto Meteorológico Real de Bélgica, para modificarlo en el año 2000 para tener información en tiempo real por el sistema INTERNET.

Desde sus comienzos, la actividad se apuntó al mantenimiento del Servicio de Registro y correspondiente valorización de los datos. El servicio en Trelew se perfeccionó mediante la instalación de pabellones apropiados. Los registradores Ruska de Las Acacias se enviaron a Trelew, reemplazándolos por Askania. Los datos se homogeneizaron por intercomparaciones con instrumental La Cour entre Trelew, Las Acacias y Pilar.

En 1963, el Dr. Slaucitajs realizó una comparación entre Trelew y Tucson, fortaleciéndose la vinculación con los EE. UU. durante el IGY.

Entre los Proyectos más importantes desarrollados cabe mencionar los realizados con la Comisión Nacional de Estudios Geo-Heliofísicos (CNEGH) para completar las instalaciones de la estación de Trelew, y con YPF para reinterpretar los relevamientos geomagnéticos realizados por la misma en el pasado, iniciada en 1972 mediante un convenio general con el Observatorio Astronómico el 30 de noviembre de 1971. Siendo este el primer acto de "Servicios a Terceros" que el Departamento de Magnetismo Terrestre y Electricidad Atmosférica desarrolla.

Un aspecto importante es la nómina de visitantes que se han interesado por los rgistros y datos de los Observatorios Magnéticos de Trelew y Las Acacias. En forma resumida se pude establecer la siguiente cronología:

1963: Dr. P.N. Mayaud, Institute de Physique du Globe, Paris. (índices K)

Dr. Joel B. Campbell, International Activities Officer, US Coast and Geodetic Survey (apoyo terrestre a trabajos con satélites artificiales de la NASA)

1965: Dr. J.M. Stagg, comisionado por el World Magnetic Survey Board (comparación del nivel internacional de H, D y Z)

1967: Mr. Kendall L. Svendsen, US Coast and Geodetic Survey, y Joseph Kozlosky, Interamerican Geodetic Survey. Conocimiento de los observatorios magnéticos.

1976: Mr. William Paulishak, chief Geomagnetic Data Services (microfilmar magnetograms y promedios horarios).

1977: Dr. A.H. Travis, US Geological Survey, Fredericksburg Geomagnetic Center (comparación del nivel internacional de H, D, Z)

1978: Dr. D.N. Mayaud, para incluir a Trelew en la red de observatorios del hemisferio sur para elaborar los índices Km

1979: Mr. K.L. Svendsen, US Dep. Commerce, National Geophysical and Solar Terrestrial Data Center (valores promedios horarios de Trelew y Las Acacias de 1977-78 para trabajos internacionales: campo de referencia, cartas magnéticas y satelite de exploración del campo magnético.

1985: Mr. K.L. Svendsen (inspección de observatorios para ver sus necesidades y ayuda para modernizarlos)

1993: Dr. J. Rasson (Inst. Meterol. Bélgica) para poner salida digital en Trelew e intrumental para mediciones absolutas fluxgate.

1993 Dr. Teotonio (Observatorio Nacional de Rio de Janeiro): trayendo instrumental de Fredericksburg para hacer comparaciones en Pilar, Las Acacias y Trelew.

1997: Dr. J. Rasson (Inst. Meterol. Bélgica) para recomponer instrumental de salida digital en Trelew, dañado por hurto al observatorio. Traer instrumental del Dr. Valery de Hungría para poner salida digital en Las Acacias y el fluxgate para medidas absolutas.

1998: Dr. R.P. Campbell (World Data Center A, Boulder, Colorado, USA) para brindar una serie de conferencias y establecer contactos futuros.

1999: Dr. N. Olsen (Danish Meteor. Inst. Bélgica) para llevar datos valores medios mensuales y entablar contacto para el Proyecto Oersted.

1999: Dr. Valdez Galicia (IPGH, México, COLAGE) para ofrecer una serie de conferencias y contactos para la próxima reunión Latinoamericana de Geofísica Espacial.

1999 Dr. Z. Voros (Obs. Magn Hurbanovo, Slovaquia) para ofrecer un curso sobre análisis no lineal de series de tiempo y entablar futuros trabajos en conjunto.

Investigación

El Dr. Slaucitajs y los miembros del Departamento investigaron sobre particularidades de las variaciones magnéticas. El Dr. Schneider, posterior Jefe del Departamento, hizo lo propio sobre problemas de la influencia lunar en Geomagnetismo y en la Mesosfera e investigó sobre el conocimiento del régimen geomagnético en Argentina. También se realizaron estudios profundos de Eclipses, como los eclipses totales de Sol de 20/5/47 y 12/11/66, para estudiar algún efecto que pudiera ejercer sobre la radiación cósmica la variación del campo geomagnético durante los mismos. También se estudió el eclipse parcial de Sol del 20/8/52. Dentro de las observaciones programadas para estudiar el eclipse de 1966, figuraban las variaciones del campo geomagnético (fuerza total) registradas con un magnetómetro de precesión nuclear en La Cruz (Corrientes) y en otros puntos análogos, completadas con registro de componentes en la ciudad de Corrientes, apoyadas en la Red de Estaciones Geomagnéticas de Repetición a cargo del Servicio Meteorológico Nacional, existentes en esa época.

Asimismo, la gran Anomalía Geomagnética del Atlántico Sur debida a causas profundas y de gran extensión regional, tal que sus efectos se hacen sentir a grandes distancias como para afectar diversos procesos aeronómicos. La misma fue investigada por Gagliardini en el año 1968 y posteriormente por Gianibelli y otros en 1995. Fuera de este trabajo hay pocos que tratan del campo cuasi-estacionario; el mayor número trata sobre la variación secular. Entre los primeros trabajos al respecto hay un análisis del Ing. Gershanik de 1939 sobre una antigua hipótesis ya obsoleta respecto del origen del campo geomagnético. Una somera reseña respecto del mismo la realizó el Dr. Slaucitajs en 1954, al cual llamó "permanente o principal", y hubo otro trabajo de Slaucitajs con Winch sobre el uso de multipolos para representar el campo global entre 1942-1943, tema abordado luego por Roederer en el año 1972.

Dentro de los trabajos sobre Variación Secular figuran varios de Slaucitajs, abarcado en forma general y en su faz regional sudamericana y antártica. También se interesó por los focos isopóricos y fluctuaciones temporales de la variación secular, creyendo demostrar la presencia de ciertas periodicidades en su espectro. Durante la primera de sus estadías en Australia, compartió la autoría con Winch y Bolt para asociar ciertas fluctuaciones geomagnéticas con oscilaciones torsionales de la Tierra.

Los primeros trabajos respecto a variaciones transitorias, solares y lunares y perturbaciones, fueron los de Schneider en 1952 analizando la variación Sq en una serie de 22 años de Pilar e investigó su modulación anual algo asimétrica y su dependencia respecto a la actividad solar. Este trabajo, junto con otros similares para la Isla Año Nuevo usando las tres componentes del campo magnético, constituyó una de las grandes líneas de avance, intentando profundizar los resultados de una primera reseña dada años atrás por Lutzow-Holm y Schneider en 1946. Extendiendo el análisis a seis observatorios argentinos con registros útiles, Schneider y Affolter produjeron un cuadro provisorio de 24 vectogramas horizontales. También se hicieron otras representaciones en distintos puntos de la Prov. de Buenos Aires. Una particularidad en la distribución planetaria de Sq es su intensificación en una franja de muy baja latitud llamado "efecto de electrochorro", que fue estudiado por Affolter usando también datos argentinos, quien ideó junto con Schneider un sistema gráfico basado en coordenadas ternarias para expresar la importancia relativa de los tres primeros términos armónicos de esa variación, para precisar diariamente la posición del Observatorio de Trelew como sub-polar o sub-ecuatorial, según el caso, problema que resultó de la ubicación sub-focal que se había elegido para ella intencionalmente.

Un segundo grupo de estudios se refiere a las variaciones lunares, determinándose las mismas con series de diferentes extensiones para Pilar, Trelew e Isla Año Nuevo, siendo este último el análisis geomagnético lunar de mayor latitud austral. Hubo una determinación análoga en la estación australiana de Toolangi por Slaucitajs. Respecto a las variaciones lunares L, Schneider produjo varios trabajos teóricos, introduciendo nuevos procedimientos y conceptos. El primero trata de la variabilidad estadística del fenómeno, para evaluar su grado de correlación con la variación solar. En trabajos posteriores demostró la "supervivencia" de rastros de L en índices de actividad geomagnética de Pilar y en el promedio pentádico mensual de Sq. Confirmó la presencia de mareas parciales en L, ya sea debidas a la distancia variable de la Luna o por interacción con la marea lunar, de armónicas de orden superior, en la marcha diaria de la conductividad ionosférica.

Dentro de las variaciones transitorias se halla el conjunto de las perturbaciones. Slaucitajs y McNish en 1939 despejaron el campo de las tormentas magnéticas mediante la diferencia de las "marchas" tranquilas y perturbadas. Schneider en 1951 presentó un método de clasificación de las pulsaciones, que cobró interés al delimitar la magnetosfera y los procesos magnetohidrodinámicos en la misma y en su envoltorio exterior. En ese año, junto con Saluzzi, publicó un análisis sobre la incidencia que la perturbación residual o "post-perturbación" tiene en el estado del campo no perturbado.

Por otra parte, Sidoti y Hartmann en la década de 1960 realizaron estudios originales sobre el régimen de las bahías geomagnéticas con datos del observatorio de Trelew, atendido por ellos durante los primeros años de su establecimiento. Por un lado, estudiaron el régimen de bahías positivas, desvíos positivos en H, y su relación con la corriente anillo ecuatorial, a la que supusieron estrechamente vinculada con la génesis de las mismas. Por otra parte, investigaron la probable configuración de las corrientes ionosféricas equivalentes.

Posteriormente, el Prof. Gianibelli, Jefe del Departamento de Magnetismo Terrestre y Electricidad Atmosférica desde 1991, se ha dedicado al estudio de la variación Sq en Las Acacias y Trelew, y junto a su grupo de investigación, han estudiado las distintas variaciones del campo magnético terrestre analizando los datos ya sea de ambos observatorios, como su comparación con otros. Se han estudiado las fuentes de origen interno (Variación Secular o undecenal) como las de origen externo (Variación anual, semianual, tormentas magnéticas). Asimismo se han analizado los índices magnéticos K de ambos observatorios, así como índices ecuatoriales Dst, o índices Kp, aa, ap. También se han desarrollado estudios ionosféricos en base a f0F2 y su comparación en latitudes bajas. Se ha comparado el observatorio magnético de Trelew con su punto conjugado en San Juan de Puerto Rico y con observatorios antárticos y sub-antárticos.