A inversão dos pólos magnéticos no Sol
http://www.portaldoastronomo.org/noticia.php?id=298
Visão artística da sonda Ulisses, o Sol e o campo magnético solar. Esta sonda tem prestado contribuições fundamentais para a nossa compreensão do Sol, da heliosfera e da nossa vizinhança interestelar. Crédito: David Hardy.
A sonda Ulisses , lançada em 1990, revelou que o campo magnético do Sol é mais complexo do que se pensava. As linhas do campo magnético do Sol saem do Sol pelo pólo Norte e voltam pelo pólo Sul. Normalmente, a linha que une os pólos magnéticos está alinhada com o eixo de rotação do Sol. Mas, a cada 11 anos, quando o Sol atinge o máximo de actividade, os pólos magnéticos trocam de posição. Julgava-se que esta inversão era um processo rápido, mas as observações da sonda Ulisses indicam que, afinal, trata-se de um processo gradual, que pode demorar até sete anos a concluir. Durante esta lenta inversão, a linha que une os pólos magnéticos – chamada de eixo magnético – começa por aproximar-se do plano do equador do Sol, acabando por passar pelo mesmo, terminando no pólo oposto.
Se esta inversão acontecesse na Terra, as bússolas tornar-se-iam inúteis devido ao facto do eixo magnético da Terra ser praticamente coincidente com o seu eixo de rotação. No entanto, já ocorreram inversões do eixo magnético da Terra. A última vez que tal aconteceu, foi há cerca de 740 000 anos. O estudo de rochas magnéticas levam a concluir que inversões no campo da Terra ocorrem em cada 5000 a 50 milhões de anos, embora seja impossível prevê-los.
Contudo, no caso do Sol, as inversões dos pólos magnéticos são regulares, a cada 11 anos, embora se desconheçam ainda as razões de tal ocorrência. O campo magnético da Terra é mais estável do que o do Sol porque tem origem nas regiões profundas do interior do planeta , constituídas predominantemente por metais.
O campo magnético do Sol, por sua vez, surge devido ao gás de plasma electricamente carregado que constitui o Sol, que é um meio muito mais volátil.
O campo magnético do Sol engloba a Terra e os outros planetas numa gigante bolha magnética. E é esta bolha que nos protege das poeiras cósmicas que atingem o Sistema Solar
Os astrónomos, através dos dados obtidos pela sonda Ulisses, mostraram que, quando o eixo magnético do Sol se encontra perto do plano do equador, uma maior quantidade de poeira interestelar entra no Sistema Solar do que quando o eixo se encontra alinhado com o eixo de rotação (ou seja, perpendicular ao equador).
A entrada de mais poeira no Sistema Solar não causa perigo nem aos planetas, nem aos satélites, pois os grãos de poeira interestelar são minúsculos (um centésimo do diâmetro dum cabelo humano!). No entanto, os astrónomos estimam que nos próximos anos, cerca de 40 000 toneladas de poeira poderão cair na Terra todos os dias. Mas a maior parte dessa poeira será tão pequena que se incendiará na atmosfera, antes de chegar ao solo, aumentando certamente o número de “estrelas cadentes” (meteoros) visíveis à noite.
A sonda Ulisses é a primeira missão a estudar as regiões acima e abaixo dos pólos do Sol. As suas observações têm permitido ver o efeito do Sol no espaço à sua volta.
Fonte da notícia: http://www.esa.int/export/esaCP/SEMDU4ZO4HD_index_0.html
Inversão magnética na Terra
A “inversão geomagnética” é uma mudança no campo magnético da Terra que se dá quando o pólo norte magnético desloca-se para o pólo sul geográfico e vice-versa. Quando tal processo se completar as nossas bússolas passariam a apontar para Antártida, no pólo-sul geográfico, como o sendo o pólo norte ao invés do nordeste do Canadá“.
Qual é a freqüência das ocorrências do fenômeno da inversão geomagnética?
O interior da Terra (Universidade de Chicago)
As razões inerentes à inversão dos pólos magnéticos são fracamente entendidas, mas esse cenário se relaciona tão somente à dinâmica interna do planeta Terra. Conforme nosso planeta gira, o núcleo interior de ferro fundido flui livremente, forçando os elétrons livres a acompanhar sua movimentação. Este movimento convectivo de partículas carregadas cria um campo magnético que tem seus pólos situados nas regiões polares norte e sul (um dipolo). Isto é conhecido como o efeito dínamo. O campo magnético resultante se comporta aproximadamente como um ímã, permitindo que o campo recubra nosso planeta.
Este campo magnético passa através do núcleo até a crosta terrestre e segue até o espaço formando a magnetosfera, uma bolha protetora que é constantemente assolada pelo vento solar. Uma vez que as partículas de vento solar são iônicas (carregadas eletricamente), a potente magnetosfera da Terra desvia essas partículas, só permitindo sua chegada nas cúspides polares, onde as linhas do campo magnético se “abrem”. Nessas regiões as partículas energéticas tem sua entrada permitida e brilham formando as auroras.
Normalmente esta situação pode durar por éons (o campo magnético estável entrelaçado através das regiões polares norte e sul), mas sabemos que ocasionalmente o campo magnético terrestre se inverte e altera sua intensidade.
Por que ocorre a inversão geomagnética?
Gráfico que mostra as inversões de polaridade da Terra a o longo dos últimos 160 milhões de anos. Negro = polaridade normal, branco = polaridade invertida. Fonte: Lowrie (1997)
Simplesmente nós não conhecemos as causas reais. O que sabemos é que estas mudanças de pólos magnéticos têm ocorrido algumas vezes nos últimos milhões de anos. A última reversão teve lugar há 780.000 anos, de acordo com as evidências mostradas nos sedimentos ferromagnéticos. As inversões magnéticas têm acontecido de forma bastante caótica nos últimos 160 milhões de anos. Os dados de longo prazo sugerem que o período mais longo de estabilidade entre inversões magnéticas durou quase 40 milhões de anos (durante o período Cretáceo que tem cerca de 65 milhões de anos) e o mais curto demorou algumas centenas de anos.
O que causa a inversão geomagnética?
Em um artigo anterior na Universe Today, discutimos os esforços do geofísico Dan Lathrop por criar o seu próprio “Modelo da Terra“, configurando uma bola de 26 toneladas (que continha um elemento análogo do ferro fundido, o sódio) que girava para se ver se o movimento do fluido interno poderia gerar um campo magnético. Este enorme experimento de laboratório é o testamento dos esforços postos na compreensão de como a Terra gera seu campo magnético além da razão do mesmo se inverter aleatoriamente.
Reversão dos pólos: o experimento
Dan Lathrop, da Universidade de Maryland, espera que a esfera gigante produza campos magnéticos induzidos em seu interior. Desde que o campo magnético terrestre passou a ser medido em detalhe, há meros 160 anos, o campo teve sua intensidade reduzida em torno de 10%.
O mecanismo de dínamo – pelo qual diferentes camadas metálicas no interior do nosso planeta produzem o campo magnético devido à diferença em suas velocidades de rotação – é compreendido de forma geral, mas se está muito longe de compreendê-lo e aplicá-lo em previsões sobre os rumos magnéticos da Terra.
Simulações por computador já foram conduzidas, mas segundo Lathrop, ainda requerem um poder de processamento que as tornam pouco práticas. Daí sua construção de modelos físicos: a esfera de dezenas de toneladas é o quarto protótipo. E se a pesquisa de Lathrop indicar que o campo magnético terrestre irá – ou já está – se invertendo durante os próximos séculos, temos motivo para pânico?
Sabemos que isso terá efeitos na ionosfera e em animais que se valem do magnetismo do planeta principalmente como forma de orientação, mas o fato de que a vida se desenvolve no planeta há mais de quatro bilhões de anos, incluindo formas de vida complexas, incluindo nosso ancestrais que, fisiologicamente, não diferiam tanto de nós.
Há uma boa compilação de links e fontes no post em Collision Detection, incluindo a página oficial do grupo de Lathrop.
Como curiosidades adicionais ao tema, temos a Anomalia Magnética do Atlântico Sul: poucos sabem que a área próxima do sul do Brasil apresenta uma menor intensidade do campo magnético, o que resulta em uma ionosfera menos espessa e, para efeitos práticos, faz com que satélites sobre nossas cabeças ao sul do Brasil estejam mais vulneráveis às radiações do espaço.
http://scienceblogs.com.br/100nexos/2008/09/reverso-dos-plos-o-experimento.php
A força do campo magnético cresce e decresce…
As variações no campo geomagnético no oeste dos Estados Unidos desde a última inversão. A linha pontilhada vertical indica o valor crítico de intensidade baixo o qual Guyodo e Valet (1999) consideram que têm tido lugar várias excursões direcionais.
Publicou-se recentemente um artigo contendo novas investigações sobre o campo magnético da Terra, no exemplar de 26 de setembro da revista Science, sugerindo que o campo magnético da Terra não é tão simples como se acreditava. Além do dipolo norte-sul, existe um campo magnético mais débil e disperso por todo o planeta, provavelmente gerado no núcleo externo da Terra.
Têm-se medido variações de força no campo magnético da Terra e é bem conhecido o fato de que a força do campo magnético atual está passando por uma fase com tendência de redução. O novo artigo de pesquisa, co-escrito pelo geocronólogo Brad Singer da Universidade de Wisconsin, sugere que um campo magnético mais débil é crítico para a inversão geomagnética. Se o dipolo mais potente (norte-sul) tem sua força de campo magnético reduzida para um nível inferior de intensidade, comparada com a do campo magnético distribuído, normalmente mais débil, a inversão geomagnética torna-se viável.
“O campo nem sempre é estável, a convecção e a natureza do fluxo se alteram, e isto pode provocar que o dipolo gerado aumente ou diminua de intensidade e força”, disse Singer. “Quando o campo magnético se torna fraco, este fica menos capaz de alcançar a superfície da Terra e o que começamos a ver surgindo é este dipolo não axial, a parte mais fraca do campo magnético”. O grupo de pesquisa de Singer analisou amostras antigas de lava de vulcões no Taiti e Alemanha originadas entre 500.000 até 700.000 anos atrás. Observando um mineral rico em ferro presente nessa lava, denominado magnetita, os investigadores foram capazes de deduzir a direção do campo magnético.
O giro dos elétrons na magnetita é governado pelo campo magnético predominante na ocasião que a lava foi produzida pelos vulcões. Durante as épocas em que o potente campo dipolar domina, estes elétrons apontam na direção do pólo norte magnético. Durante as épocas em que o campo dipolar se enfraquece, os elétrons apontam para onde estiver o campo dominante, neste caso o campo magnético distribuído. Os cientistas acreditam que quando a intensidade do campo magnético dipolar debilitado cai abaixo de certa faixa de valores, o campo magnético distribuído empurra o campo dipolar para fora do seu eixo original, provocando uma inversão geomagnética.
“O campo magnético é uma das características mais fundamentais da Terra”, disse Singer. “Mas ainda é um dos maiores enigmas da ciência. A razão disso acontecer [a inversão geomagnética] é algo que a gente tem questionado durante mais de cem anos”.
Os errantes pólos magnéticos
Embora pareça haver uma tendência atual para uma diminuição da força do campo magnético, a intensidade corrente do campo magnético tem sido considerada acima da média quando a comparamos com as variações medidas na história recente. De acordo com os pesquisadores na Scripps Institution of Oceanography , São Diego, se o campo magnético continuar na sua tendência de queda atual, o campo dipolar será efetivamente zerado em cerca de 500 anos. Não obstante, é mais provável que a força do campo magnético simplesmente se reinicie e aumente sua intensidade como tem sido usual nos últimos milhares de anos, continuando com suas flutuações naturais.
O movimento do pólo norte magnético terrestre através do ártico no Canadá, de 1831 a 2001 (Geological Survey of Canada)
As posições dos pólos magnéticos, como sabemos, estão dando voltas sobre as localidades no Ártico e na Antártida. Tomando o pólo norte magnético, por exemplo, vê-se que a posição do pólo tem se descolado de forma acelerada sobre as planícies do norte de Canadá com velocidade variando de 10 quilômetros por ano no século XX até 40 quilômetros por ano em medições mais recentes. Pensa-se que se esta tendência persistir o eixo norte irá deixar a América do Norte e penetrar na Sibéria dentro de algumas décadas. Este, todavia, não é um fenômeno novo. Desde a descoberta de James Clark Ross da posição efetiva do pólo norte magnético em 1831, sua posição tem vagado por centenas de quilômetros (embora as médias atuais tenham mostrado alguma aceleração adicional).
Em caso de inversão, o que aconteceria?
O homem primitivo, o homo erectus, sobreviveu à última inversão geomagnética, aparentemente sem sofrer danos.
Os satélites poderão passar por falhas e os pássaros migratórios ficarão confusos.
Conclusão:
· As inversões geomagnéticas são de natureza caótica. Não há forma de prevê-las com antecedência.
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· Simplesmente porque o campo magnético da Terra se enfraquece tal não significa que estamos perto do momento de um colapso. O valor da intensidade do campo geomagnético da Terra está “acima da média” se comparamos as medidas atuais com as dos últimos milhões de anos.
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· Os pólos magnéticos não estão fixos em umas posições geográficas, os pólos se movem (em velocidades variáveis) e tal movimento têm acontecido desde que se iniciaram as medidas de seus comportamentos.
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Fontes e referências:
US News – Environment: Why Earth’s Magnetic Field Flip-Flops [A new hypothesis on the origins of Earth's magnetic field could shed light on the reason it flip-flops] por Clara Moskowitz, LiveScience
GEOMAGNETISM – How Are Geomagnetic Reversals Related to Field Intensity? Por Kenneth A. Hoffman, Physics Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo
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