O campo magnético da Terra protege a vida na Terra da radiação, mas pode mover-se e os polos magnéticos podem até virar
Por Ofer Cohen , Professor Associado de Física e Física Aplicada, UMass Lowell
O campo magnético da Terra desempenha um grande papel na proteção das pessoas contra radiações perigosas e atividades geomagnéticas que podem afetar a comunicação por satélite e o funcionamento das redes elétricas. E isso se move.
Os cientistas estudaram e acompanharam o movimento dos polos magnéticos durante séculos. O movimento histórico destes polos indica uma mudança na geometria global do campo magnético da Terra. Pode até indicar o início de uma inversão de campo — uma “inversão” entre os polos magnéticos norte e sul.
Sou um físico que estuda a interação entre os planetas e o espaço. Embora o polo magnético norte se mova um pouco não seja grande coisa, uma reversão pode ter um grande impacto no clima da Terra e na nossa tecnologia moderna. Mas essas reversões não acontecem instantaneamente. Em vez disso, ocorrem ao longo de milhares de anos.
Geração de campo magnético
Então, como são gerados campos magnéticos como o que existe ao redor da Terra?
Os campos magnéticos são gerados pelo movimento de cargas elétricas . Um material que permite que as cargas se movam facilmente é chamado de condutor. O metal é um exemplo de condutor — as pessoas o utilizam para transferir correntes elétricas de um lugar para outro. A corrente elétrica em si consiste simplesmente em cargas negativas chamadas elétrons que se movem através do metal. Esta corrente gera um campo magnético.
Camadas de material condutor podem ser encontradas no núcleo de ferro líquido da Terra. Correntes de cargas se movem por todo o núcleo, e o ferro líquido também se move e circula no núcleo. Esses movimentos geram o campo magnético.
A Terra não é o único planeta com um campo magnético — planetas gigantes gasosos como Júpiter têm uma camada condutora de hidrogénio metálico que gera os seus campos magnéticos.
O movimento destas camadas condutoras dentro dos planetas resulta em dois tipos de campos. Movimentos maiores, como rotações em grande escala com o planeta, levam a um campo magnético simétrico com um pólo norte e um pólo sul — semelhante a um íman de brinquedo.
Estas camadas condutoras podem ter alguns movimentos locais irregulares devido à turbulência local ou fluxos menores que não seguem o padrão de grande escala. Essas irregularidades se manifestarão em algumas pequenas anomalias no campo magnético do planeta ou em locais onde o campo se desvia de ser um campo dipolo perfeito.
Esses desvios em pequena escala no campo magnético podem, na verdade, levar a mudanças no campo em grande escala ao longo do tempo e potencialmente até mesmo a uma inversão completa da polaridade do campo dipolo, onde o norte se torna sul e vice-versa. As designações de “norte” e “sul” no campo magnético referem-se às suas polaridades opostas — não estão relacionadas com o norte e o sul geográficos.
A magnetosfera da Terra, uma bolha protetora
O campo magnético da Terra cria uma “bolha” magnética chamada magnetosfera acima da parte superior da atmosfera, a camada da ionosfera.
A magnetosfera desempenha um papel importante na proteção das pessoas. Ele protege e desvia a radiação prejudicial de raios cósmicos de alta energia , que é criada em explosões estelares e se move constantemente pelo universo. A magnetosfera também interage com o vento solar , que é um fluxo de gás magnetizado enviado pelo Sol.
A interação da magnetosfera e da ionosfera com o vento solar magnetizado cria o que os cientistas chamam de clima espacial . Normalmente, o vento solar é ameno e há pouco ou nenhum clima espacial.
No entanto, há momentos em que o Sol lança grandes nuvens magnetizadas de gás chamadas ejeções de massa coronal para o espaço. Se estas ejeções de massa coronal chegarem à Terra, a sua interação com a magnetosfera pode gerar tempestades geomagnéticas. Tempestades geomagnéticas podem criar auroras , que acontecem quando um fluxo de partículas energizadas atinge a atmosfera e se ilumina.
Durante eventos climáticos espaciais, há mais radiação perigosa perto da Terra. Esta radiação pode potencialmente prejudicar satélites e astronautas. O clima espacial também pode danificar grandes sistemas condutores, como grandes tubulações e redes elétricas, ao sobrecarregar as correntes nesses sistemas.
Os eventos climáticos espaciais também podem interromper a comunicação por satélite e a operação do GPS , dos quais muitas pessoas dependem.
Inversões de campo
Os cientistas mapeiam e rastreiam a forma geral e a orientação do campo magnético da Terra usando medições locais da orientação e magnitude do campo e, mais recentemente, modelos.
A localização do pólo magnético norte mudou cerca de 600 milhas (965 quilômetros) desde que a primeira medição foi feita em 1831. A velocidade de migração aumentou de 10 milhas por ano para 34 milhas por ano (16 km a 54 km) em mais anos recentes. Esta aceleração pode indicar o início de uma inversão de campo, mas os cientistas não conseguem dizer com menos de 200 anos de dados.
O campo magnético da Terra se inverte em escalas de tempo que variam entre 100.000 e 1.000.000 anos . Os cientistas podem dizer com que frequência o campo magnético se inverte observando as rochas vulcânicas no oceano.
Estas rochas captam a orientação e a força do campo magnético da Terra quando são criadas, pelo que a datação destas rochas fornece uma boa imagem de como o campo da Terra evoluiu ao longo do tempo.
As inversões de campo acontecem rapidamente do ponto de vista geológico, embora lentas do ponto de vista humano. Uma inversão geralmente leva alguns milhares de anos, mas durante esse período a orientação da magnetosfera pode mudar e expor uma parte maior da Terra à radiação cósmica. Esses eventos podem alterar a concentração de ozônio na atmosfera.
Os cientistas não podem dizer com segurança quando ocorrerá a próxima inversão do campo, mas podemos continuar a mapear e a seguir o movimento do norte magnético da Terra.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
