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

Os cientistas explicam há muito tempo a origem dessa força protetora através da teoria do dínamo, que descreve como o movimento no núcleo metálico líquido da Terra cria magnetismo. À medida que o ferro e níquel fundidos esfriam lentamente, formam correntes de convecção que giram no núcleo externo. A rotação do planeta, então, torce esses fluxos em um padrão espiralado semelhante a um parafuso. Esses materiais eletricamente condutivos em movimento geram correntes elétricas que produzem campos magnéticos — juntos formando a maior parte do campo magnético global da Terra.

No entanto, a teoria levanta um problema. Antes que o núcleo interno sólido da Terra começasse a se cristalizar (há cerca de 1 bilhão de anos), todo o núcleo era líquido. O campo magnético do planeta poderia ter existido mesmo naquela época?

Um grupo de três geofísicos da ETH Zurich e da SUSTech, na China, se propôs a responder a essa pergunta em um estudo publicado na Nature.

Novo modelo oferece novas perspectivas

Como os cientistas não podem observar diretamente os processos nas profundezas da Terra, eles dependem de simulações computacionais para modelar suas dinâmicas internas.

No novo trabalho, a equipe construiu um modelo digital detalhado do planeta para testar se um núcleo totalmente líquido poderia ainda 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 — a fricção interna do metal líquido — não afeta de maneira mensurável o processo. Essa descoberta sugere que o campo magnético da Terra provavelmente se formou no início de sua história por meio de mecanismos muito semelhantes aos que ainda operam hoje.

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

Compreendendo a história do campo magnético da Terra

“Essa descoberta nos ajuda a entender 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 Zurich.

Isso também coloca o surgimento da vida de maneira diferente. Bilhões de anos atrás, a vida aparentemente se beneficiou do escudo magnético, que bloqueou a radiação prejudicial do espaço, tornando seu desenvolvimento possível desde o início.

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

O campo magnético da Terra não apenas protege a vida, mas também desempenha um papel crucial para possibilitar as comunicações via satélite e muitos outros aspectos da civilização moderna. “É, portanto, importante entender 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 seu desenvolvimento futuro.”

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

Em resumo:

• Geofísicos da ETH Zurich e da SUSTech, China, demonstraram o efeito dínamo do núcleo da Terra em um modelo no qual a viscosidade não tem influência, conforme o regime físico correto para a Terra.
• O campo magnético foi criado na história inicial da Terra quando seu núcleo estava completamente líquido, de maneira semelhante ao que acontece hoje.
• Essa descoberta ajuda a entender melhor a história do campo magnético da Terra e a fazer previsões mais precisas sobre seu desenvolvimento futuro.