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Um novo estudo da Universidade de Leeds e da Califórnia em San Diego revela que mudanças na direção do campo magnético da Terra podem ocorrer 10 vezes mais rápido do que se pensava anteriormente.
Seu estudo fornece uma nova visão sobre o fluxo de ferro em turbilhão 2800 quilômetros abaixo da superfície do planeta e como ele influenciou o movimento do campo magnético nos últimos cem mil anos.
Nosso campo magnético é gerado e mantido por um fluxo convectivo de metal fundido que forma o núcleo externo da Terra. O movimento do ferro líquido cria as correntes elétricas que alimentam o campo, o que não apenas ajuda a guiar os sistemas de navegação, mas também nos protege da radiação extra terrestre prejudicial e mantém a atmosfera no lugar.
O campo magnético está mudando constantemente. Os satélites agora fornecem novos meios para medir e acompanhar suas mudanças atuais, mas o campo existia muito antes da invenção dos dispositivos de gravação feitos pelo homem. Para capturar a evolução do campo no tempo geológico, os cientistas analisam os campos magnéticos registrados por sedimentos, fluxos de lava e artefatos feitos pelo homem. O rastreamento preciso do sinal do campo principal da Terra é extremamente desafiador e, portanto, as taxas de mudança de campo estimadas por esses tipos de análise ainda são debatidas.
Agora, o Dr. Chris Davies, professor associado em Leeds e a professora Catherine Constable, da Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego, na Califórnia, adotaram uma abordagem diferente. Eles combinaram simulações por computador do processo de geração de campo com uma reconstrução publicada recentemente das variações de tempo no campo magnético da Terra nos últimos 100.000 anos
O estudo, publicado na Nature Communications , mostra que as mudanças na direção do campo magnético da Terra atingiram taxas até 10 vezes maiores do que as variações mais rápidas atualmente relatadas, de até um grau por ano.
Eles demonstram que essas rápidas mudanças estão associadas ao enfraquecimento local do campo magnético. Isso significa que essas mudanças geralmente ocorrem em épocas em que o campo inverte a polaridade ou durante excursões geomagnéticas quando o eixo dipolar - correspondente às linhas de campo que emergem de um polo magnético e convergem no outro - se move para longe dos locais do norte e do sul pólos geográficos.
O exemplo mais claro disso em seu estudo é uma mudança acentuada na direção do campo geomagnético de aproximadamente 2,5 graus por ano, 39.000 anos atrás. Essa mudança foi associada a uma força de campo localmente fraca, em uma região espacial confinada ao largo da costa oeste da América Central, e acompanhou a excursão global de Laschamp - uma breve reversão do campo magnético da Terra há cerca de 41.000 anos.
Eventos semelhantes são identificados em simulações de campo do computador, que podem revelar muito mais detalhes de sua origem física do que a reconstrução paleomagnética limitada.
Sua análise detalhada indica que as mudanças direcionais mais rápidas estão associadas ao movimento de amostras de fluxo reverso através da superfície do núcleo líquido. Esses patches são mais prevalentes em latitudes mais baixas, sugerindo que futuras pesquisas por mudanças rápidas de direção devem se concentrar nessas áreas.
O Dr. Davies, da Escola de Terra e Meio Ambiente, disse: "Temos um conhecimento muito incompleto do nosso campo magnético antes de 400 anos atrás. Como essas rápidas mudanças representam alguns dos comportamentos mais extremos do núcleo líquido, eles podem fornecer informações importantes. sobre o comportamento do interior profundo da Terra".
O professor Constable disse: "Entender se as simulações de computador do campo magnético refletem com precisão o comportamento físico do campo geomagnético, conforme inferido a partir de registros geológicos, pode ser muito desafiador.
"Mas neste caso, conseguimos demonstrar excelente concordância nas taxas de mudança e na localização geral dos eventos mais extremos em uma série de simulações em computador. Um estudo mais aprofundado da dinâmica em evolução nessas simulações oferece uma estratégia útil para documentar como mudanças tão rápidas ocorrem e se elas também são encontradas durante períodos de polaridade magnética estável como o que estamos experimentando hoje ".Seu estudo fornece uma nova visão sobre o fluxo de ferro em turbilhão 2800 quilômetros abaixo da superfície do planeta e como ele influenciou o movimento do campo magnético nos últimos cem mil anos.
Nosso campo magnético é gerado e mantido por um fluxo convectivo de metal fundido que forma o núcleo externo da Terra. O movimento do ferro líquido cria as correntes elétricas que alimentam o campo, o que não apenas ajuda a guiar os sistemas de navegação, mas também nos protege da radiação extra terrestre prejudicial e mantém a atmosfera no lugar.
O campo magnético está mudando constantemente. Os satélites agora fornecem novos meios para medir e acompanhar suas mudanças atuais, mas o campo existia muito antes da invenção dos dispositivos de gravação feitos pelo homem. Para capturar a evolução do campo no tempo geológico, os cientistas analisam os campos magnéticos registrados por sedimentos, fluxos de lava e artefatos feitos pelo homem. O rastreamento preciso do sinal do campo principal da Terra é extremamente desafiador e, portanto, as taxas de mudança de campo estimadas por esses tipos de análise ainda são debatidas.
Agora, o Dr. Chris Davies, professor associado em Leeds e a professora Catherine Constable, da Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego, na Califórnia, adotaram uma abordagem diferente. Eles combinaram simulações por computador do processo de geração de campo com uma reconstrução publicada recentemente das variações de tempo no campo magnético da Terra nos últimos 100.000 anos
O estudo, publicado na Nature Communications , mostra que as mudanças na direção do campo magnético da Terra atingiram taxas até 10 vezes maiores do que as variações mais rápidas atualmente relatadas, de até um grau por ano.
Eles demonstram que essas rápidas mudanças estão associadas ao enfraquecimento local do campo magnético. Isso significa que essas mudanças geralmente ocorrem em épocas em que o campo inverte a polaridade ou durante excursões geomagnéticas quando o eixo dipolar - correspondente às linhas de campo que emergem de um polo magnético e convergem no outro - se move para longe dos locais do norte e do sul pólos geográficos.
O exemplo mais claro disso em seu estudo é uma mudança acentuada na direção do campo geomagnético de aproximadamente 2,5 graus por ano, 39.000 anos atrás. Essa mudança foi associada a uma força de campo localmente fraca, em uma região espacial confinada ao largo da costa oeste da América Central, e acompanhou a excursão global de Laschamp - uma breve reversão do campo magnético da Terra há cerca de 41.000 anos.
Eventos semelhantes são identificados em simulações de campo do computador, que podem revelar muito mais detalhes de sua origem física do que a reconstrução paleomagnética limitada.
Sua análise detalhada indica que as mudanças direcionais mais rápidas estão associadas ao movimento de amostras de fluxo reverso através da superfície do núcleo líquido. Esses patches são mais prevalentes em latitudes mais baixas, sugerindo que futuras pesquisas por mudanças rápidas de direção devem se concentrar nessas áreas.
O Dr. Davies, da Escola de Terra e Meio Ambiente, disse: "Temos um conhecimento muito incompleto do nosso campo magnético antes de 400 anos atrás. Como essas rápidas mudanças representam alguns dos comportamentos mais extremos do núcleo líquido, eles podem fornecer informações importantes. sobre o comportamento do interior profundo da Terra ".
O professor Constable disse: "Entender se as simulações de computador do campo magnético refletem com precisão o comportamento físico do campo geomagnético, conforme inferido a partir de registros geológicos, pode ser muito desafiador.
"Mas neste caso, conseguimos demonstrar excelente concordância nas taxas de mudança e na localização geral dos eventos mais extremos em uma série de simulações em computador. Um estudo mais aprofundado da dinâmica em evolução nessas simulações oferece uma estratégia útil para documentar como mudanças tão rápidas ocorrem e se elas também são encontradas durante períodos de polaridade magnética estável como o que estamos experimentando hoje".
Explorar mais
Mais informações: Alterações geomagnéticas rápidas inferidas a partir de observações da Terra e simulações numéricas, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-16888-0
Informações da revista: Nature Communications
Fornecido por University of LeedsFornecido por University of Leeds
Fonte: Physs News / por University of Leeds / 06-07-20520
phys.org/news/2020-07-simulations-magnetic-field-faster-previously.html
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação World wide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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