• Campos Magnéticos

A última virada do pólo magnético da Terra levou 22.000 anos para ser concluída

• 2024

A Terra tem um campo magnético, em muitos aspectos semelhante a uma barra magnética.

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Espero que você tenha jogado com um ímã de barras na escola. Você espalha limalha de ferro em um pedaço de papel e coloca o ímã embaixo, e as limalhas de ferro se reorganizam em um adorável conjunto de curvas, convergindo nos pólos magnéticos e se espalhando mais na metade entre eles. A forma geral é como uma maçã cortada ao meio.

A Terra tem um pólo norte magnético e um pólo sul magnético (não deve ser confundido com os pólos geográficos ou rotacionais), assim como aquela barra magnética - chamamos isso de campo dipolo . Mas o mecanismo que cria os campos magnéticos entre os dois é muito diferente.

Em um ímã em barra, é devido aos átomos de ferro; cada um tem um pequeno campo magnético e os próprios átomos estão alinhados de tal forma que todos se somam, criando o campo magnético geral.

Na Terra é muito mais complicado . O núcleo da Terra é composto de duas camadas; o núcleo interno, que é sólido, e o núcleo externo, que é líquido. O núcleo está muito quente e o núcleo interno aquece o núcleo externo acima dele. Aquecido por baixo, o líquido no núcleo externo se convecta: o fluido quente sobe e o material mais frio afunda. Mas há ferro no núcleo e é quente o suficiente para ser ionizado, para ter um ou mais elétrons arrancados, dando aos átomos uma carga líquida positiva. Quando uma partícula carregada se move, ela cria um campo magnético, e todos os átomos que se movem na mesma direção geram o campo magnético geral da Terra.

Enquanto o núcleo da Terra estiver quente, o núcleo externo se convectará e o campo magnético da Terra existirá.

O campo magnético geral da Terra é semelhante a uma barra magnética, com um pólo norte e um pólo sul (não deve ser confundido com os pólos geográficos). Crédito: Peter Reid, Universidade de Edimburgo via NASA

… Mas é mais complicado do que isso.

Há mais de um século, os cientistas descobriram que o campo magnético da Terra às vezes mudava de polaridade, onde o pólo norte se tornava o pólo sul e vice-versa. Veja bem, isso não significa que a Terra vira fisicamente - esse é um refrão comum por cultistas da conspiração do fim do mundo, porque eles são facilmente confundidos ou querem confundir vocês - apenas isso, digamos, se você usar uma bússola, ela começará a apontar para o sul em vez de para o norte.

Com o tempo, ficou claro que essas reversões aconteceram muitas e muitas vezes. Quase 200 deles foram vistos no registro fóssil, voltando a mais de 80 milhões de anos ! Eles são muito raros em uma escala de tempo humana, ocorrendo cerca de uma vez a cada 100.000 a 1.000.000 de anos. A questão é que ninguém tem certeza de quanto tempo levam para ir do início ao fim. Em parte, isso se deve ao fato de que aconteceram há muito tempo - a última, chamada de reversão Matuyama-Brunhes, foi há quase 800.000 anos! - e também é difícil obter dados de resolução precisa, e porque eles parecem acontecer rapidamente (no sentido geológico).

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Mas um novo estudo foi publicado olhando para registros vulcânicos, sedimentares e de núcleos de gelo, o cientista descobriu que, naquele evento mais recente, a coisa toda levou cerca de 22.000 anos, muito mais do que o esperado!

O campo magnético da Terra começou a enfraquecer há cerca de 795.000 anos. Depois disso, mudou a polaridade e se fortaleceu, mas antes que pudesse realmente se estabelecer novamente, começou a flutuar e entrar em colapso cerca de 11.000 anos depois (784.000 anos atrás). O campo magnético flutuou por alguns milhares de anos depois disso, mas mudou de polaridade novamente e fortalecido há cerca de 773.000 anos, tornando-se o campo que temos hoje. Esse lance final pode ter levado apenas 4.000 anos. Então, em vez de apenas uma virada limpa, parecia que passava por três estágios separados, onde às vezes era dominado por um campo dipolo (embora não fosse realmente estável) e outras vezes quando era mais caótico. A coisa toda também demorou mais do que o dobro das estimativas anteriores.

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Sequência mostrando um modelo físico de reversão magnética, onde as linhas azuis e amarelas representam o fluxo magnético em direção e para longe da Terra, respectivamente. O campo fica emaranhado e caótico durante uma reversão antes de se estabelecer novamente (nota: o quadro final é simplesmente o primeiro quadro invertido e deve ser representativo, não parte do modelo real). Crédito: NASA / Gary Glatzmaier / Phil Plait

A metodologia deles é um pouco complicada. Na rocha vulcânica, o campo magnético da Terra é registrado quando a lava esfria; o ferro na rocha se orienta para o campo terrestre e, portanto, a força e a direção do campo geomagnético podem ser medidas. Os isótopos radioativos podem ser usados ​​para datar os tempos desses eventos . Para as camadas sedimentares, a quantidade de luz solar que a Terra recebe muda em escalas de tempo de algumas dezenas de milhares de anos devido a mudanças na forma orbital da Terra (o Ciclos de Milankovitch ) e isso pode ser visto em depósitos de um isótopo de oxigênio .

Meu favorito é o dos núcleos de gelo. Quando o campo magnético da Terra é mais fraco, raios cósmicos - partículas subatômicas superenergéticas zunindo no espaço quase à velocidade da luz - podem se chocar contra a nossa atmosfera. Quando eles atingem um núcleo de átomo de nitrogênio ou oxigênio eles dividem o núcleo como uma bala passando por uma rocha ; o estilhaço disso inclui um isótopo de berílio chamado¹⁰Ser. Este é então depositado no gelo e medido em núcleos de gelo, permitindo aos cientistas rastrear o campo geomagnético dessa forma.

Então, isso é interessante! 22.000 anos é muito tempo em uma escala humana, é claro, mas ainda rápido para um evento geológico. É difícil dizer o quão representativo isso é para outras reversões, mas é um lugar por onde começar.

Uma grande questão ainda permanece, e isso é Por quê isto ocorre. Hipóteses abundam , mas no geral é provável que o campo fique emaranhado dentro da Terra após algum evento desencadeador e, quando ele se restabelece, a polaridade é invertida.

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Outra questão é o que acontece durante a reversão? Novamente, muitos teóricos da conspiração adoram ser anticientíficos sobre isso, mas a verdade é que ninguém tem certeza. É provável que não tenha um grande impacto na vida diária , embora deva haver alguns problemas com ele - por exemplo, bússolas usando o magnetismo da Terra não funcionarão, mas GPS ou algum equivalente pode ser usado em seu lugar. Teremos que ter cuidado, pois o campo magnético da Terra nos protege de coisas como o vento solar e os raios cósmicos, então os satélites podem ser afetados. Nossa atmosfera densa deve fazer um bom trabalho nos protegendo de tudo o mais (como vento solar, raios cósmicos e assim por diante).

Mais uma coisa. Muitas manchetes de tirar o fôlego são geradas quando notícias como esta chegam, geralmente no tipo 'Devíamos ter X', seja um terremoto, uma erupção vulcânica ou uma reversão magnética, e geralmente sugerindo que todos nós vamos morrer . O tempo desde a última reversão é um pouco mais longo do que a média, mas não é como se o planeta estabelecesse um calendário para essas coisas. Pode começar amanhã ou pode não acontecer por mais um milhão de anos. Então, até que os geocientistas digam: 'Sim, vamos lá!' respire fácil.

E mesmo assim, respire fácil . Ao contrário dos filmes (caramba, O nucleo ), não causará catástrofes massivas, como o colapso de pontes e o mar fervente. E, de fato, vai nos dizer muito mais sobre o que está acontecendo nas profundezas da Terra, um lugar que de outra forma não é tão fácil de descobrir.