E se o campo magnético da Terra desaparecesse?
Ao redor da Terra, um campo magnético invisível prende elétrons e outras partículas carregadas.
(Imagem: © Goddard Space Flight Center da NASA).
Estendendo-se da Terra como espaguete invisível, está o campo magnético do planeta.
Criado pela agitação do núcleo da Terra, este campo é importante para a
vida cotidiana: protege o planeta das partículas solares, fornece uma
base para a navegação e pode ter desempenhado um papel importante na
evolução da vida na Terra.
Mas o que aconteceria se o campo magnético da Terra desaparecesse amanhã? Um número maior de partículas solares carregadas bombardearia o planeta, colocando redes de energia e satélites em alerta e aumentando a exposição humana a níveis mais altos de radiação ultravioleta causadora de câncer. Em outras palavras, um campo magnético ausente teria consequências que seriam problemáticas, mas não necessariamente apocalípticas, pelo menos a curto prazo.
E isso é uma boa notícia, porque há mais de um século está enfraquecendo. Mesmo agora, existem pontos especialmente frágeis, como a Anomalia do Atlântico Sul no Hemisfério Sul, que criam problemas técnicos para satélites de baixa órbita.
Relacionados: O que acontecerá com a Terra quando o sol morrer?
A primeira coisa a entender sobre o campo magnético é que, mesmo se enfraquecer, ele não desaparecerá - pelo menos não por bilhões de anos. A Terra deve seu campo magnético ao núcleo externo derretido, formado principalmente por ferro e níquel.
O núcleo externo agitado é alimentado pela convecção do calor liberado à medida que o núcleo interno cresce e se solidifica, disse John Tarduno, geofísico da Universidade de Rochester. (O núcleo interno cresce cerca de um milímetro por ano.)
Esse mecanismo de campo magnético, conhecido como dínamo, está funcionando há bilhões de anos. Os cientistas pensam que o atual arranjo do núcleo pode ter se estabelecido cerca de 1,5 bilhão de anos atrás, de acordo com uma pesquisa de 2015 que encontrou um salto na força do campo magnético na época. Mas Tarduno e sua equipe encontraram evidências de um campo magnético na Terra nos minerais mais antigos do planeta, os zircões, datando de 4,2 bilhões de anos, sugerindo que a atividade no núcleo cria magnetismo há muito tempo.
Não está claro por que o dínamo começou, disse Tarduno à Live Science, embora seja possível que o enorme impacto planetário que criou a lua possa ter sido o principal fator. Esse impacto, que ocorreu talvez 100 milhões de anos após a Terra se unir , poderia ter abalado qualquer estratificação ou estratificação de materiais no núcleo da Terra: imagine agitar uma garrafa de óleo e água em escala planetária. Essa interrupção poderia ter promovido a convecção que ainda hoje impulsiona o dínamo da Terra.
Eventualmente, o núcleo interno provavelmente crescerá grande o suficiente para que a convecção no núcleo externo não seja mais eficiente e o campo magnético falhe. Mas esse cenário está tão distante que não vale a pena perder muito sono.
"Estamos falando bilhões de anos", disse Tarduno.
Atualmente, o campo magnético é cerca de 80% dipolar, disse Tarduno. Isso significa que ele atua principalmente como um ímã de barra. Se você pudesse colocar limalhas de ferro em todo o planeta (e remover a influência do sol, que vomita um fluxo constante de partículas carregadas chamado vento solar em direção à Terra, soprando o campo magnético ao redor como cabelos longos em uma brisa), o campo magnético resultante linhas mostrariam um norte e um sul claros. Mas 20% do campo é não dipolar, o que significa que é mais complicado; existem variações locais.
No passado, o campo magnético mudou , trocando o norte e o sul. A última dessas reversões aconteceu 780.000 anos atrás, na época do Homo erectus . O enfraquecimento do campo normalmente precede esses lançamentos, levantando questões sobre se outro flip-flop é iminente. Mas o campo também enfraquece às vezes e depois se fortalece novamente sem capotar, um fenômeno chamado de excursão.
Tarduno e sua equipe descobriram que um estranho redemoinho no centro da África do Sul pode estar contribuindo para um pouco dessa fraqueza. Esse redemoinho parece causar a Anomalia do Atlântico Sul, um ponto fraco conhecido no campo que se estende por cerca de 300 quilômetros a leste do Brasil em grande parte da América do Sul. Nesta área, partículas carregadas do vento solar mergulham mais perto do que o normal da Terra. A Anomalia do Atlântico Sul não é particularmente visível no terreno. Mas os satélites que orbitam a Terra encontram partículas solares mais prejudiciais por lá, e os astronautas que viajaram pela região na Estação Espacial Internacional relataram fenômenos visuais de estrelas cadentes que se acredita serem causados por níveis relativamente altos de radiação no nível da órbita baixa da Terra. .
Mesmo que o campo inverta, "ainda teremos um campo magnético presente; será um campo magnético muito fraco", disse Tarduno.
Como seria este mundo com um campo magnético mínimo ? Bem, sua bússola não funcionaria, por um lado. "Isso só vai apontar para a [região do] campo magnético mais alto", disse Tarduno. "Pode estar muito perto de você; pode estar muito longe."
As luzes norte e sul seriam visíveis a partir de latitudes mais baixas, porque esses shows coloridos são o resultado da interação entre partículas carregadas lançadas do sol no vento solar e a magnetosfera da Terra. Atualmente, essas auroras aparecem perto dos polos, seguindo as linhas de campo magnético norte-sul da Terra, mas um campo mais fraco permitirá que as partículas penetrem na atmosfera da Terra, iluminando o céu mais perto do equador.
As condições na anomalia do Atlântico Sul para satélites podem se tornar comuns em todo o mundo, o que causaria falhas técnicas. As partículas solares podem executar ping nos componentes eletrônicos, interrompendo bits de memória nos chamados transtornos de evento único ou SEUs. Quando as partículas solares interagem com a camada carregada da atmosfera da Terra chamada ionosfera, elas também liberam elétrons de suas órbitas moleculares. Esses elétrons livres interferem na transmissão das ondas de rádio de alta frequência usadas na comunicação.
As interações entre o vento solar e a atmosfera da Terra também podem quebrar a camada de ozônio ao longo do tempo, disse Tarduno, o que aumentaria a exposição coletiva à radiação ultravioleta da humanidade e aumentaria os riscos de câncer de pele.
"Embora provavelmente não seja totalmente catastrófico para toda a vida, haveria uma dose de radiação muito maior no solo sem um campo magnético", disse Martin Archer, físico de plasma espacial da Universidade Queen Mary de Londres.
Há pouca evidência de que as variações passadas do campo magnético tenham impactado a vida na Terra. Ainda assim, o campo magnético sem dúvida moldou a superfície da Terra, ajudando a impedir que a frágil atmosfera do planeta seja lançada no espaço pela força implacável do vento solar, disse Archer à Live Science.
Um campo magnético não é crucial para se ter uma atmosfera - Vênus não tem campo magnético e possui uma atmosfera massiva, embora hostil -, mas certamente atua como uma camada protetora adicional. Marte, que costumava ter um campo magnético, mas o perdeu cerca de 4 bilhões de anos atrás, teve sua atmosfera quase inteiramente arrancada. E se houvesse uma maneira de dar à lua uma atmosfera parecida com a Terra, o vento solar a reduziria a nada em um mero século, disse Archer.
Mas o que aconteceria se o campo magnético da Terra desaparecesse amanhã? Um número maior de partículas solares carregadas bombardearia o planeta, colocando redes de energia e satélites em alerta e aumentando a exposição humana a níveis mais altos de radiação ultravioleta causadora de câncer. Em outras palavras, um campo magnético ausente teria consequências que seriam problemáticas, mas não necessariamente apocalípticas, pelo menos a curto prazo.
E isso é uma boa notícia, porque há mais de um século está enfraquecendo. Mesmo agora, existem pontos especialmente frágeis, como a Anomalia do Atlântico Sul no Hemisfério Sul, que criam problemas técnicos para satélites de baixa órbita.
Relacionados: O que acontecerá com a Terra quando o sol morrer?
A primeira coisa a entender sobre o campo magnético é que, mesmo se enfraquecer, ele não desaparecerá - pelo menos não por bilhões de anos. A Terra deve seu campo magnético ao núcleo externo derretido, formado principalmente por ferro e níquel.
O núcleo externo agitado é alimentado pela convecção do calor liberado à medida que o núcleo interno cresce e se solidifica, disse John Tarduno, geofísico da Universidade de Rochester. (O núcleo interno cresce cerca de um milímetro por ano.)
Esse mecanismo de campo magnético, conhecido como dínamo, está funcionando há bilhões de anos. Os cientistas pensam que o atual arranjo do núcleo pode ter se estabelecido cerca de 1,5 bilhão de anos atrás, de acordo com uma pesquisa de 2015 que encontrou um salto na força do campo magnético na época. Mas Tarduno e sua equipe encontraram evidências de um campo magnético na Terra nos minerais mais antigos do planeta, os zircões, datando de 4,2 bilhões de anos, sugerindo que a atividade no núcleo cria magnetismo há muito tempo.
Não está claro por que o dínamo começou, disse Tarduno à Live Science, embora seja possível que o enorme impacto planetário que criou a lua possa ter sido o principal fator. Esse impacto, que ocorreu talvez 100 milhões de anos após a Terra se unir , poderia ter abalado qualquer estratificação ou estratificação de materiais no núcleo da Terra: imagine agitar uma garrafa de óleo e água em escala planetária. Essa interrupção poderia ter promovido a convecção que ainda hoje impulsiona o dínamo da Terra.
Eventualmente, o núcleo interno provavelmente crescerá grande o suficiente para que a convecção no núcleo externo não seja mais eficiente e o campo magnético falhe. Mas esse cenário está tão distante que não vale a pena perder muito sono.
"Estamos falando bilhões de anos", disse Tarduno.
Campo magnético enfraquecido
Muito mais relevante para a vida dos seres humanos é que o campo magnético está enfraquecendo. Os cientistas vêm medindo esse enfraquecimento diretamente com observatórios e satélites magnéticos nos últimos 160 anos. Se o campo estava vacilando antes disso é um pouco mais obscuro, como é o que ele fará a seguir.Atualmente, o campo magnético é cerca de 80% dipolar, disse Tarduno. Isso significa que ele atua principalmente como um ímã de barra. Se você pudesse colocar limalhas de ferro em todo o planeta (e remover a influência do sol, que vomita um fluxo constante de partículas carregadas chamado vento solar em direção à Terra, soprando o campo magnético ao redor como cabelos longos em uma brisa), o campo magnético resultante linhas mostrariam um norte e um sul claros. Mas 20% do campo é não dipolar, o que significa que é mais complicado; existem variações locais.
No passado, o campo magnético mudou , trocando o norte e o sul. A última dessas reversões aconteceu 780.000 anos atrás, na época do Homo erectus . O enfraquecimento do campo normalmente precede esses lançamentos, levantando questões sobre se outro flip-flop é iminente. Mas o campo também enfraquece às vezes e depois se fortalece novamente sem capotar, um fenômeno chamado de excursão.
Tarduno e sua equipe descobriram que um estranho redemoinho no centro da África do Sul pode estar contribuindo para um pouco dessa fraqueza. Esse redemoinho parece causar a Anomalia do Atlântico Sul, um ponto fraco conhecido no campo que se estende por cerca de 300 quilômetros a leste do Brasil em grande parte da América do Sul. Nesta área, partículas carregadas do vento solar mergulham mais perto do que o normal da Terra. A Anomalia do Atlântico Sul não é particularmente visível no terreno. Mas os satélites que orbitam a Terra encontram partículas solares mais prejudiciais por lá, e os astronautas que viajaram pela região na Estação Espacial Internacional relataram fenômenos visuais de estrelas cadentes que se acredita serem causados por níveis relativamente altos de radiação no nível da órbita baixa da Terra. .
Uma Terra sem campo
Tarduno e sua equipe suspeitam que a variação no manto na África do Sul possa ter sido o ponto de gatilho para reversões de campos magnéticos no passado. A boa notícia é que, mesmo que o campo esteja enfraquecendo ou se preparando para virar, não vai desaparecer; não há evidências de que o campo magnético tenha desaparecido completamente durante uma reversão.Mesmo que o campo inverta, "ainda teremos um campo magnético presente; será um campo magnético muito fraco", disse Tarduno.
Como seria este mundo com um campo magnético mínimo ? Bem, sua bússola não funcionaria, por um lado. "Isso só vai apontar para a [região do] campo magnético mais alto", disse Tarduno. "Pode estar muito perto de você; pode estar muito longe."
As luzes norte e sul seriam visíveis a partir de latitudes mais baixas, porque esses shows coloridos são o resultado da interação entre partículas carregadas lançadas do sol no vento solar e a magnetosfera da Terra. Atualmente, essas auroras aparecem perto dos polos, seguindo as linhas de campo magnético norte-sul da Terra, mas um campo mais fraco permitirá que as partículas penetrem na atmosfera da Terra, iluminando o céu mais perto do equador.
As condições na anomalia do Atlântico Sul para satélites podem se tornar comuns em todo o mundo, o que causaria falhas técnicas. As partículas solares podem executar ping nos componentes eletrônicos, interrompendo bits de memória nos chamados transtornos de evento único ou SEUs. Quando as partículas solares interagem com a camada carregada da atmosfera da Terra chamada ionosfera, elas também liberam elétrons de suas órbitas moleculares. Esses elétrons livres interferem na transmissão das ondas de rádio de alta frequência usadas na comunicação.
As interações entre o vento solar e a atmosfera da Terra também podem quebrar a camada de ozônio ao longo do tempo, disse Tarduno, o que aumentaria a exposição coletiva à radiação ultravioleta da humanidade e aumentaria os riscos de câncer de pele.
"Embora provavelmente não seja totalmente catastrófico para toda a vida, haveria uma dose de radiação muito maior no solo sem um campo magnético", disse Martin Archer, físico de plasma espacial da Universidade Queen Mary de Londres.
Há pouca evidência de que as variações passadas do campo magnético tenham impactado a vida na Terra. Ainda assim, o campo magnético sem dúvida moldou a superfície da Terra, ajudando a impedir que a frágil atmosfera do planeta seja lançada no espaço pela força implacável do vento solar, disse Archer à Live Science.
Um campo magnético não é crucial para se ter uma atmosfera - Vênus não tem campo magnético e possui uma atmosfera massiva, embora hostil -, mas certamente atua como uma camada protetora adicional. Marte, que costumava ter um campo magnético, mas o perdeu cerca de 4 bilhões de anos atrás, teve sua atmosfera quase inteiramente arrancada. E se houvesse uma maneira de dar à lua uma atmosfera parecida com a Terra, o vento solar a reduziria a nada em um mero século, disse Archer.
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