Explicamos o que é o magnetismo terrestre, suas propriedades e suas variações. Além disso, quais são suas características e usos.
O que é magnetismo terrestre?
Quando falamos de magnetismo terrestre, nos referimos à presença de um gigantesco campo geomagnético que se estende desde o núcleo interno do planeta até vários quilômetros no espaço. Este campo magnético tem efeitos fora e dentro do planeta . À sua volta estão alinhadas as bússolas de todo o mundo.
É um campo magnético polar (com um pólo norte e um pólo sul ) que se origina do interior do planeta. Pode variar com o tempo , dependendo dos movimentos do núcleo do planeta.
Traços desse fenômeno deixam vestígios reconhecíveis que muitas vezes servem como guias para ciências como geologia , estratigrafia e paleografia. Além disso, cumpre funções vitais para o sustento da vida como a conhecemos.
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História do magnetismo terrestre
O magnetismo como força física é conhecido desde os tempos antigos. Seus efeitos são estudados desde o século 12 , na navegação por bússola. Porém, o primeiro a estudá-lo como uma característica da Terra foi Carl Friedrich von Gauss, no século XIX.
Este matemático alemão estudou o campo magnético da Terra pela primeira vez e concluiu que sua fonte vinha do próprio núcleo da Terra.
Inicialmente estava ligado ao fenômeno do ferromagnetismo , já que o coração do planeta é feito de ferro líquido. No entanto, o fato de o ponto Curie do ferro (a temperatura na qual as propriedades magnéticas são perdidas) ser atingido nos primeiros 20 quilômetros da crosta terrestre parece provar o contrário.
Atualmente, muitos estudiosos do assunto atribuem-no a vários fenômenos dentro do planeta e em sua superfície, dando origem a um conjunto de explicações possíveis conhecido como a Hipótese do Dínamo.
Origem do magnetismo terrestre
De acordo com a hipótese mais aceita pela comunidade científica, o campo magnético do planeta é gerado por uma combinação do efeito Coriolis, que aciona a rotação da Terra, e o fato de seu núcleo ser feito de ferro fundido e níquel.
Como consequência, ele opera como um geodínamo : conforme os fluidos condutores se movem através de um campo magnético pré-existente, surgem correntes elétricas induzidas que dão origem a outro campo magnético. Este fenômeno ocorre de acordo com as Leis de Ampère, Faraday e Lorentz Force.
Colocado com mais facilidade: o movimento do ferro líquido e do níquel nas camadas externas do núcleo da Terra, afeta as camadas mais superficiais, carregando-as eletricamente e gerando um grande campo magnético. Devido precisamente à sua natureza, é variável e muitas vezes deslocado de seu centro .
A magnetosfera
A magnetosfera é a região magnética que circunda a Terra , onde o campo magnético terrestre colide com as partículas de alta energia emitidas pelo sol , conhecidas como “vento solar”.
Todos os planetas do sistema solar que possuem um campo magnético também possuem uma magnetosfera: Mercúrio , Júpiter , Saturno , Urano e Netuno .
A magnetosfera também é responsável pelas auroras do norte ou do sul : partículas solares, altamente carregadas eletromagneticamente, colidem com os pólos da magnetosfera e produzem esse fenômeno incandescente, visível no céu noturno, geralmente próximo aos pólos.
Propriedades do magnetismo terrestre
O campo magnético do planeta tem as seguintes características:
- Intensidade. Máximo nos pólos e mínimo no equador, variando aproximadamente entre 25.000 e 65.000 nanoteslas (0,25 a 0,65 Gauss). Isso é bastante moderado, considerando que um ímã de geladeira atinge cerca de 100 Gauss.
- Inclinação. O campo magnético é inclinado em direção ao pólo norte magnético (não necessariamente o mesmo geográfico), apontando para o pólo norte completamente para baixo, e girando progressivamente para cima em direção ao equador magnético (a 0 °) e atinge a vertical no pólo sul. Magnético .
- Dipolaridade. O campo magnético possui um pólo norte e um pólo sul, que não coincidem totalmente com os pólos geográficos, mas estão próximos deles. A localização desses pólos é variável no tempo .
Variações do campo magnético
O norte do campo magnético da Terra varia sua posição geográfica muito lentamente, mas perceptivelmente, o que ocorre de duas maneiras:
- Variações de curto prazo. A mudança é constante no campo magnético da Terra, mas normalmente mínima, de acordo com as variações periódicas do fluxo magnético no interior do planeta, ou dos fenômenos magnéticos no exterior. Quando essas mudanças são superiores a períodos de um ano, elas deixam sua marca na caracterização magnética das rochas do planeta.
- Variações de longo prazo. No período de um ano, as variações magnéticas são conhecidas como variações seculares e são muito mais perceptíveis do que as de curto prazo (dezenas de graus de orientação). O mesmo ocorre com a intensidade do dipolo, que é mais forte em alguns momentos e menor em outros.
- Investimento em campo. Mudanças dramáticas na orientação do campo também ocorrem, como a reversão dos pólos magnéticos norte-sul, que ocorre em intervalos aleatórios entre 100.000 e 50 milhões de anos. O evento mais recente conhecido desse tipo ocorreu há 780.000 anos e é conhecido como Brunhes-Matuyama.
Importância do magnetismo terrestre
A magnetosfera da Terra é essencial para sustentar a vida no planeta. Sem ele, as partículas ionizadas que o Sol emite esporadicamente no espaço impactariam totalmente o nosso planeta.
Como consequência, destruiriam a camada de ozônio , permitindo a entrada da radiação solar ultravioleta, capaz de danificar o DNA dos seres vivos . Isso também influenciaria as margens de temperatura que o planeta sustenta ao longo do ano, promovendo o aquecimento .
Medição de campo magnético
Desde sua primeira detecção no século 19, o campo magnético da Terra foi medido em diferentes ocasiões, registrando uma decadência relativa de 10% ao longo de quase 150 anos. Atualmente, essas medições são realizadas por meio de satélites espaciais equipados com magnetômetros de três eixos, colocados em órbita ao redor da Terra.
Outros são realizados de forma mais especializada, pelas forças militares de muitos países . Além disso, os diferentes observatórios geomagnéticos do mundo tendem a se concentrar em tempestades magnéticas que podem afetar as telecomunicações terrestres.
Para que serve o campo magnético?
Em primeiro lugar, tem uma importância gigantesca para a preservação climática e biótica do planeta , na preservação da camada de ozônio e na defesa do planeta dos ventos solares recorrentes. Além disso, o magnetismo terrestre conhece aplicações humanas.
A sua presença é utilizada para a orientação das bússolas , cuja agulha aponta sempre para o norte magnético (não geográfico) e que também têm sido úteis na navegação e na aviação desde o século XII. O mesmo também pode ser feito por certos animais dotados de magnetorrecepção.
Da mesma forma, sua existência é fundamental na magnetostratigrafia: o estudo de rochas terrestres para determinar seu ano de datação a partir da orientação de suas partículas magnéticas.
Biomagnetismo
Algumas espécies de animais, principalmente os migratórios, tendem a se orientar muito bem no mapa do planeta. Para isso, possuem a capacidade de magnetorrecepção, também chamada de biomagnetismo , que lhes permite sentir de alguma forma o campo magnético do planeta e se orientar naturalmente nele.
Por isso, suas migrações seguem sempre o mesmo caminho e terminam no mesmo lugar. São espécies de pássaros , tartarugas , baleias e outros animais aquáticos.
Exemplos de magnetismo terrestre
Alguns exemplos simples do magnetismo da Terra são:
- A orientação da bússola. Cuja agulha sempre aponta para o Norte e que pode ser reproduzida por qualquer tipo de metal magnetizado suspenso na água .
- A pegada magnética geológica nas rochas. Estudado por magnetogeologistas para determinar as mudanças pelas quais a magnetosfera passou desde o início dos tempos.
- As auroras do norte e do sul. Pode ser observado em algumas noites em áreas próximas aos pólos.
