Nova simulação revela como o campo magnético da Terra ganhou vida pela primeira vez

Os cientistas há muito que explicam a origem desta força protetora através da teoria do dínamo, que descreve como o movimento dentro do núcleo de metal líquido da Terra cria magnetismo. À medida que o ferro fundido e o níquel esfriam lentamente, eles formam correntes de convecção rodopiantes no núcleo externo. A rotação do planeta então torce esses fluxos em um padrão espiralado em forma de parafuso. Esses materiais em movimento e eletricamente condutores geram correntes elétricas que produzem campos magnéticos – juntos formando a maior parte do campo magnético geral da Terra.

No entanto, a teoria levanta um problema. Antes de o núcleo interno sólido da Terra começar a cristalizar (cerca de 1 bilhão de anos atrás), todo o núcleo era líquido. Poderia o campo magnético do planeta já existir?

Um grupo de três geofísicos da ETH Zurique e da SUSTech, China, decidiu responder a esta questão num estudo publicado em Natureza.

Novo modelo oferece uma nova visão

Como os cientistas não podem observar diretamente os processos nas profundezas da Terra, eles dependem de simulações computacionais para modelar a sua dinâmica interna.

Neste novo trabalho, a equipe construiu um modelo digital detalhado do planeta para testar se um núcleo totalmente líquido ainda poderia manter um campo magnético estável. Os cálculos, alguns realizados no supercomputador Piz Daint no CSCS em Lugano, revelaram que o magnetismo pode de fato surgir mesmo quando a viscosidade – o atrito interno do metal líquido – não tem efeito mensurável no processo. Esta descoberta sugere que o campo magnético da Terra provavelmente se formou no início da sua história através de mecanismos muito semelhantes aos que ainda operam hoje.

Notavelmente, os investigadores foram os primeiros a mostrar que a viscosidade poderia ser reduzida a um nível quase insignificante em tais modelos. “Até agora, ninguém conseguiu realizar tais cálculos sob estas condições físicas corretas”, diz o principal autor do estudo, Yufeng Lin.

Compreendendo a história do campo magnético da Terra

“Esta descoberta ajuda-nos a compreender melhor a história do campo magnético da Terra e é útil na interpretação de dados do passado geológico”, diz o coautor Andy Jackson, professor de Geofísica na ETH Zurique.

Isso também coloca o surgimento da vida sob uma luz diferente. Há milhares de milhões de anos, a vida aparentemente beneficiou do escudo magnético, que bloqueou a radiação prejudicial do espaço, tornando possível o seu desenvolvimento em primeiro lugar.

Os pesquisadores também podem usar as novas descobertas para estudar os campos magnéticos de outros corpos celestes, como o Sol ou os planetas Júpiter e Saturno.

Indispensável para as civilizações modernas

Contudo, o campo magnético da Terra não protege apenas a vida; desempenha um papel crucial em tornar possíveis as comunicações por satélite e muitos outros aspectos da civilização moderna. “Portanto, é importante compreender como o campo magnético é gerado, como ele muda ao longo do tempo e quais mecanismos o mantêm”, diz Jackson. “Se entendermos como o campo magnético é gerado, poderemos prever o seu desenvolvimento futuro.”

O campo magnético mudou de polaridade milhares de vezes ao longo da história da Terra. Nas últimas décadas, os pesquisadores também observaram uma rápida mudança do pólo norte magnético em direção ao pólo norte geográfico. É essencial para a nossa civilização compreender como o magnetismo está mudando na Terra.

Em resumo:

• Geofísicos da ETH Zurique e da SUSTech, na China, demonstraram o efeito dínamo do núcleo da Terra em um modelo no qual a viscosidade não tem influência, assim como o regime físico correto para a Terra.
• O campo magnético foi criado no início da história da Terra, quando o seu núcleo era completamente líquido, de forma semelhante a hoje.
• Esta descoberta ajuda-nos a compreender melhor a história do campo magnético da Terra e a fazer previsões mais precisas sobre o seu desenvolvimento futuro.