Cientistas descobrem estruturas ocultas nas profundezas da Terra que moldam o campo magnético

Essa lacuna de conhecimento é especialmente importante perto da fronteira entre o manto e o núcleo. Esta região representa a fronteira interna mais crítica da Terra e é agora o foco de novas pesquisas que revelam um comportamento magnético inesperado.

Estruturas gigantes de rochas quentes sob a África e o Pacífico

Em um estudo publicado em Geociências da Naturezauma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Liverpool encontrou evidências magnéticas de que duas formações rochosas massivas e intensamente quentes na base do manto da Terra influenciam o núcleo externo líquido abaixo delas. Estas estruturas ficam a cerca de 2.900 quilómetros abaixo de África e do Oceano Pacífico.

As descobertas sugerem que estes enormes corpos de rocha sólida e sobreaquecida – rodeados por um anel pólo a pólo de material mais frio – desempenharam um papel na formação do campo magnético da Terra durante milhões de anos.

Combinando magnetismo antigo com modelos de supercomputadores

Reconstruir campos magnéticos antigos e modelar os processos que os geram é extremamente desafiador. Para investigar estas características profundas da Terra, os cientistas combinaram dados paleomagnéticos com simulações computacionais avançadas do geodínamo – o movimento do ferro líquido no núcleo externo que produz o campo magnético da Terra de uma forma semelhante à forma como uma turbina eólica gera eletricidade.

Estes modelos numéricos permitiram à equipa recriar características-chave do comportamento magnético da Terra ao longo dos últimos 265 milhões de anos. Mesmo com acesso a um supercomputador, executar simulações em escalas de tempo tão vastas exige um imenso esforço computacional.

Calor desigual no limite do manto central

Os resultados mostraram que o limite superior do núcleo externo não possui uma temperatura uniforme. Em vez disso, contém fortes contrastes térmicos, com zonas quentes localizadas abaixo das estruturas rochosas do tamanho de um continente.

A análise também revelou que alguns componentes do campo magnético da Terra permaneceram relativamente estáveis ​​durante centenas de milhões de anos, enquanto outros aspectos mudaram dramaticamente ao longo do tempo.

Andy Biggin, professor de geomagnetismo na Universidade de Liverpool, disse: “Estas descobertas sugerem que existem fortes contrastes de temperatura no manto rochoso logo acima do núcleo e que, abaixo das regiões mais quentes, o ferro líquido no núcleo pode estagnar em vez de participar no fluxo vigoroso visto abaixo das regiões mais frias.

“Obter tais informações sobre as profundezas da Terra em escalas de tempo muito longas fortalece o argumento para a utilização de registos do antigo campo magnético para compreender tanto a evolução dinâmica das profundezas da Terra como as suas propriedades mais estáveis.

“Estas descobertas também têm implicações importantes para questões que envolvem as antigas configurações continentais – como a formação e dissolução da Pangeia – e podem ajudar a resolver incertezas de longa data no clima antigo, na paleobiologia e na formação de recursos naturais. Estas áreas assumiram que o campo magnético da Terra, quando calculado em média durante longos períodos, se comportou como uma barra magnética perfeita alinhada com o eixo de rotação do planeta. As nossas descobertas são que isto pode não ser bem verdade.”

Equipe de pesquisa e detalhes da publicação

O estudo foi realizado por cientistas do grupo de pesquisa DEEP (Determinando a Evolução da Terra usando Paleomagnetismo) da Escola de Ciências Ambientais da Universidade de Liverpool, trabalhando ao lado de pesquisadores da Universidade de Leeds.

O professor Biggin e sua equipe se concentram no estudo de sinais magnéticos preservados em rochas coletadas em todo o mundo para reconstruir a história do campo magnético da Terra e a dinâmica interna do planeta.

O DEEP foi criado em 2017 com financiamento do Leverhulme Trust e do Natural Environment Research Council (NERC).