Geofísicos da Universidade de Leeds Yon Mound e Phil Livermore acreditam que em alguns milhares de anos haverá uma inversão do campo magnético da Terra. Cientistas britânicos apresentaram suas descobertas em uma coluna da The Conversation. "Lenta.ru" fornece as principais teses dos autores e explica por que os geofísicos provavelmente estão certos.
O campo magnético protege a Terra da radiação cósmica perigosa, desviando as partículas carregadas do planeta. No entanto, este campo de força não é permanente. Em toda a história do planeta, houve pelo menos várias centenas de reversões do campo magnético, quando os pólos magnéticos norte e sul foram trocados.
No processo de reversão da polaridade, o campo magnético do planeta assume uma forma complexa e enfraquece. Durante esse período, seu valor pode cair para dez por cento do valor original e ao mesmo tempo não se formam dois pólos, mas vários, inclusive, por exemplo, no equador. Em média, as reversões do campo magnético ocorrem uma vez a cada milhão de anos, mas o intervalo entre as reversões não é constante.
Além das reversões geomagnéticas, reversões incompletas ocorreram na história da Terra, quando os pólos magnéticos se moveram para latitudes baixas, até a intersecção do equador, e então voltaram. A última vez que uma reversão geomagnética, o chamado fenômeno Brunes-Matuyama, ocorreu há cerca de 780 mil anos. Uma reversão temporária - o evento Lashamp - aconteceu há 41 mil anos e durou menos de mil anos, durante os quais a direção do campo magnético do planeta mudou por cerca de 250 anos.
Terra em órbita
Foto: Stuart Rankin / Flickr
Mudanças no campo magnético durante a inversão enfraquecem a proteção do planeta contra a radiação cósmica e aumentam o nível de radiação na Terra. Se a reversão geomagnética acontecesse hoje, aumentaria dramaticamente os riscos para a operação de satélites próximos à Terra, aviação e infraestrutura elétrica terrestre. As tempestades geomagnéticas que ocorrem com um forte aumento na atividade solar dão aos cientistas a oportunidade de avaliar as ameaças que o planeta pode enfrentar quando seu campo magnético é abruptamente enfraquecido.
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Em 2003, uma tempestade solar causou cortes de energia na Suécia e exigiu mudanças nas rotas aéreas para evitar interrupções temporárias na rede e reduzir os riscos de radiação para satélites e infraestrutura terrestre. Mas essa tempestade é considerada insignificante em comparação com o evento de Carrington - a tempestade geomagnética de 1859, quando ocorreram auroras até mesmo nas proximidades das ilhas do Caribe.
Enquanto isso, o impacto específico que uma grande tempestade poderia ter na infraestrutura eletrônica de hoje ainda não está claro. Certamente, podemos dizer que os danos econômicos de cortes de energia, sistemas de aquecimento, ar condicionado, geolocalização e Internet serão muito significativos: apenas por estimativas grosseiras, estima-se em pelo menos US $ 40 bilhões por dia.
O impacto direto que a inversão do campo magnético produzirá nos seres vivos e nas pessoas também é difícil de prever: o homem moderno em toda a sua história de existência não encontrou tal evento. Existem estudos que tentam vincular reversões geomagnéticas e atividade vulcânica a extinções em massa. No entanto, Mound e Livermore observam, não há ativação perceptível do vulcanismo, então muito provavelmente a humanidade terá que lidar exclusivamente com os efeitos eletromagnéticos.
Campo magnético da Terra 500 anos antes da reversão (de acordo com a modelagem do supercomputador)
Imagem: GA Glatzmaier
Campo magnético da Terra imediatamente após a reversão (de acordo com a modelagem do supercomputador)
Imagem: GA Glatzmaier
Campo magnético da Terra após 500 anos de reversão (de acordo com a modelagem do supercomputador)
Imagem: GA Glatzmaier
Sabe-se que muitas espécies de animais possuem alguma forma de magnetorrecepção, o que lhes permite sentir mudanças no campo magnético terrestre. Os animais usam esse recurso para navegar durante longas migrações. Ainda não está claro que efeito a reversão geomagnética terá sobre essas espécies. Sabe-se apenas que os povos antigos conseguiram sobreviver com sucesso ao evento Lashamp, e a vida no planeta ao longo de toda a sua existência enfrentou reversões completas do campo geomagnético centenas de vezes.
Duas circunstâncias - a idade do fenômeno Brunhes-Matuyama e o enfraquecimento observado do campo geomagnético da Terra em cerca de cinco por cento ao século - sugerem cautelosamente que uma reversão pode ocorrer nos próximos dois mil anos. É difícil nomear datas mais exatas. O campo magnético do planeta é gerado por um núcleo de pedra de ferro líquido que obedece às mesmas leis da física que a hidrosfera e a atmosfera.
Enquanto isso, a humanidade aprendeu a prever as mudanças climáticas apenas alguns dias antes. No caso do núcleo localizado a uma profundidade de cerca de três mil quilômetros da superfície da Terra, a situação é muito mais complicada, principalmente devido às informações extremamente escassas sobre a estrutura e os processos que ocorrem no interior do planeta. Os cientistas têm à disposição informações aproximadas sobre a composição e estrutura do núcleo, bem como uma rede global de observatórios geofísicos terrestres e satélites orbitais que permitem medir as mudanças no campo geomagnético e, assim, acompanhar o movimento do núcleo terrestre.
Não se sabe muito sobre o núcleo do planeta. Por exemplo, apenas recentemente os cientistas japoneses, em experimentos de laboratório simulando as condições dentro da Terra, estabeleceram de forma confiável que seu terceiro componente principal é o silício: ele é responsável por cerca de 5% da massa do núcleo da Terra. Outras ações estão em ferro (85%) e níquel (10%). Como de costume nesses casos, permaneceram os defensores da hipótese alternativa do terceiro elemento, que acreditam que não se trata de silício, mas de oxigênio.
Mapa colorido de Mercúrio
Foto: NASA Goddard Space Flight Center / Flickr
Pequenos cientistas sabem sobre a estrutura do manto do planeta. Apenas três anos atrás, tornou-se confiável conhecido que na camada de transição entre o manto superior e inferior, a uma profundidade de 410-660 quilômetros, existem vastas reservas de água. Posteriormente, esses dados foram confirmados repetidamente. Uma análise posterior mostrou que a água também pode ser contida nas camadas subjacentes, a uma profundidade de cerca de mil quilômetros. Mas, mesmo neste caso, não se sabe se está disperso em toda a camada ou ocupa apenas algumas áreas locais.
Escalando mais alto, os cientistas enfrentam outro problema - a natureza e a origem da tectônica das placas litosféricas. A rigor, a Terra é considerada o único planeta do sistema solar onde existe tectônica, mas ninguém ainda sabe quando e por que ela surgiu. Responder a essas perguntas nos permitiria rastrear o passado e o futuro dos continentes - em particular, o estágio atual do ciclo de Wilson. Os cientistas apresentaram os dados preliminares mais uma vez em uma conferência especializada realizada em 2016.
A natureza do campo magnético do planeta é o maior problema geofísico. É sabido que, além de Mercúrio, da Terra e de quatro gigantes gasosos, Ganimedes, o maior satélite de Júpiter, também possui uma magnetosfera, mas como o planeta suporta sua própria magnetosfera é muito pouco conhecido. À disposição dos cientistas, até agora, existe praticamente a única teoria do geodinamo. De acordo com essa teoria, nas entranhas do planeta existe um núcleo de metal com um centro sólido e uma concha líquida. Devido ao decaimento dos elementos radioativos, o calor é liberado, levando à formação de fluxos convectivos de um fluido condutor. Essas correntes geram o campo magnético do planeta.
Embora a teoria do geodinamo seja praticamente incontestável, ela causa grandes dificuldades. De acordo com a magnetohidrodinâmica clássica, o efeito dínamo deve se deteriorar e o núcleo do planeta deve se resfriar e endurecer. Ainda não há um entendimento exato dos mecanismos pelos quais a Terra mantém o efeito dínamo de autogeração juntamente com as características observadas do campo magnético, principalmente anomalias geomagnéticas, migração e inversão de pólos.
A recente descoberta de um jato de ferro dentro do núcleo da Terra, conforme observado por Mound e Livermore, atesta a capacidade crescente da ciência em estudar a dinâmica dos processos que ocorrem no interior do planeta. O jato formou-se no núcleo externo líquido da Terra, na área localizada abaixo do Pólo Norte. A largura do objeto é atualmente de 420 quilômetros. O jato atingiu essas dimensões desde 2000, aumentando a cada ano em largura até 40 quilômetros.
Os geofísicos acreditam que o jato de ferro que descobriram é um dos objetos que criam o campo magnético da Terra. Em combinação com métodos numéricos e experimentos de laboratório, esta e outras descobertas, de acordo com especialistas, devem acelerar muito o progresso nesta área da geofísica. É possível, apontam Mound e Livermore, que em breve os cientistas serão capazes de prever o comportamento do núcleo da Terra.
Yuri Sukhov
