Ciência 

Porque o campo magnético da Terra reverte com freqüência?

Por que os pólos magnéticos da Terra se movem. Debaixo de nossos pés, no fundo da Terra, o ferro líquido está produzindo o campo magnético da Terra.

Mas de vez em quando esse campo magnético inverte ou inverte sua polaridade. O que uma vez foi o norte magnético se torna sul, e vice-versa. Quando essas reversões ocorrem, e por que o fazem, tem sido um mistério duradouro.

Mas a nossa nova pesquisa mostra que há uma relação entre o campo magnético da Terra e a quantidade do antigo fundo oceânico que desce da superfície para o manto dúctil quente por baixo, através de um processo conhecido como subducção.

sabemos que o campo magnético da Terra muda constantemente
(Kay Lancaster, Universidade de Liverpool)

Esse relacionamento não apenas nos dá uma ideia de quantas vezes o campo magnético reverte, em qualquer período de tempo, mas também nos permite compreender a rapidez com que o manto (a camada de terra entre a crosta e o núcleo) se move.

campo magnético da Terra está em contante movimento
Pontos quentes ou Hot spots no manto (plumas térmicas do manto- zonas profundas) Estacionários. Formam cordilheiras por atividade vulcânica. Usados para saber a velocidade de deslocação da placa (datação radiométrica)

Isto é importante porque o movimento do manto é responsável por produzir quase todos os terremotos, vulcões e cadeias montanhosas. Plumas quentes do manto também podem ser responsáveis pelas maiores extinções da Terra.

Se pudermos entender o funcionamento do manto, poderemos ter uma visão melhor dos fenômenos geológicos de longo prazo que afetam nossa espécie.

Cemitério para placas de superfície

Placa tectônica é a teoria científica de que a “litosfera” da Terra (o manto mais frio e superior e a crosta, que são soldadas juntas) é dividida em sete placas grandes e muitas menores. As placas são formadas por vulcanismo em centros de disseminação no meio do oceano, como a fenda no meio do Atlântico.

Uma vez à superfície, a nova litosfera se afasta dos centros de dispersão e esfria durante milhões de anos. Com o tempo, ela se torna mais densa e, eventualmente, a litosfera afunda-se no manto quente em zonas de subducção, como a encontrada a oeste dos Andes.

Neste ponto, as placas desaparecem da superfície da terra. Mas os sismólogos afirmam que “placas” mais frias da litosfera podem ser identificadas no fundo do manto até 300 milhões de anos depois de terem desaparecido da superfície.

As placas da litosfera desceram milhares de quilômetros para baixo, deslocando vastos volumes de manto sólido no processo e formando um “cemitério de placas” logo acima do núcleo externo de ferro líquido, muito mais denso.

Isto significa que as placas da litosfera descem até 2,890 km e é lá que elas podem influenciar o movimento do líquido de ferro no núcleo subjacente.

Mas há um forte desacordo em relação ao tempo necessário para que as placas se afundem o suficiente para afetar o núcleo. As estimativas variaram de cerca de 50 a 250 milhões de anos.

Atividade magnética fossilizada do núcleo

O campo magnético da Terra persiste há bilhões de anos, embora sua polaridade tenha mudado muitas vezes.

O campo magnético deixa uma magnetização fossilizada em muitas rochas que se formam na superfície da Terra. Cria-se um “registro paleomagnético” de como o campo magnético da Terra mudou com o tempo.

Sabemos também que a taxa com a qual essas reversões acontecem variou fortemente. Eles ocorreram em um ritmo mais rápido nos últimos milhões de anos do que nos 100 milhões anteriores.

E ainda é um grande mistério porque a taxa de mudança de polaridade é tão variada.

O campo magnético da Terra é gerado no núcleo externo líquido por um processo de dínamo que converte o movimento do fluido eletricamente condutor em energia eletromagnética.

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Este processo é similar em princípio ao dínamo usado em uma lanterna a manivela. Portanto, o núcleo da nossa Terra é sensível à taxa na qual ele perde calor para o manto mais frio que o envolve.

Quando as lajes subduzidas a frio chegam ao manto inferior, elas aumentam a taxa de resfriamento do núcleo e, assim, aceleram o movimento do ferro líquido dentro dele. De acordo com modelos numéricos, esse movimento extra deve fazer com que a taxa de reversões também aumente.

Então, talvez a taxa de inversão do campo magnético aumente quando mais subducção acontece na superfície?

Em caso afirmativo, esperaríamos medir um intervalo de tempo entre a subducção e as mudanças na taxa de reversão, pois as placas têm que afundar muito antes de afetarem o núcleo.

Nosso estudo teve como objetivo medir a rapidez com que as placas afundam no manto sólido viscoso.

Para tanto, examinamos registros tanto do “fluxo de subducção” (área de placas frias que entram no manto) quanto da taxa de inversão da polaridade geomagnética (com que frequência ocorrem flips). Os dados do fluxo de subducção cobriram os últimos 410 milhões de anos a partir de um modelo global de placas tectônicas.

Os dados da taxa de reversão vieram de uma nova compilação de volta para 500 milhões de anos.

Uma correlação significativa

Também usamos uma compilação global das idades dos grãos de zircão (um tipo de mineral que aparece em rochas ígneas que se formam acima das lajes subdutoras), o que também pode variar com o fluxo de subducção.

Quando submetemos o fluxo de subducção, os dados da taxa de inversão magnética e a freqüência de zircônia à análise estatística, encontramos uma correlação significativa associada a um atraso de “superfície para o núcleo” de cerca de 120m anos.

Portanto, é provável que o campo magnético da Terra seja afetado por essas placas de litosfera que afundam.

A correlação não é perfeita e, mesmo se fosse, não implicaria necessariamente causalidade, uma vez que vários fatores potencialmente conflitantes podem estar em jogo.

Mas é um resultado encorajador, porque se encaixa com as nossas expectativas de como a Terra profunda funciona e nos dá um atraso de tempo que fica em algum lugar no meio das estimativas anteriores.

Ele também faz uma previsão única de que, como o fluxo de subducção diminuiu nos últimos 120 milhões de anos, prevê-se que a taxa de reversão diminua nos próximos 120 milhões de anos.

O desafio agora é descobrir o quão rápido o manto realmente se move. Se pudermos entender os processos antigos e profundos responsáveis ​​por terremotos, vulcões e montanhas, poderemos ter uma visão melhor dos fenômenos geológicos que afetam nosso cotidiano.

Andrew Biggin, professor de paleomagnetismo da Universidade de Liverpool e Mark Hounslow, pesquisador do Centro de Meio Ambiente Lancaster, Universidade de Lancaster.

Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation. Leia o artigo original.

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