Geomagnetismo (e deriva continental) - Parte III

Quando a rocha fundida solidifica, o campo magnético da Terra fica impresso nela, sob a polarização de cristais (magnetite, entre outros) que compõem a rocha ígnea. Os cristais comportam-se como pequenas agulhas de bússola congeladas, presas na direcção que indicavam no momento em que a lava fundida solidificou. O pólo magnético terrestre não é fixo, pois ao longo do tempo têm ocorrido inversões de polaridade. O campo magnético num determinado momento da História da Terra, fica, assim,  fossilizado nas amostras de rochas que se formam nesse momento.  Por este motivo, ao analisarmos a polaridade das rochas do fundo do oceano Atlântico verificamos que se dispõem em faixas sucessivas com polaridade normal e inversa.  As rochas cujos minerais "apontam" para o pólo magnético atual têm polaridade normal. As rochas com minerais que "apontam" para o lado oposto ao do pólo magnético atual têm, então,  polaridade inversa. Se efetuassemos uma viagem de barco entre a costa da América do Sul e de África e, em simultâneo, estudássemos a idade das rochas do fundo oceânico constataríamos um padrão interessante. A cerca de 700 km da costa Brasileira o fundo do mar teria 65 milhões de anos. A tendência para termos rochas cada vez mais recentes continua à medida que nos aproximamos do meio do oceano Atlântico. No centro (rifte), as rochas são tão recentes que algumas acabaram de ser expelidas por erupções vulcânicas. A partir daqui avançamos para África e a idade das rochas aumenta à medida que nos aproximamos deste continente. É a imagem simétrica do padrão que está entre o rifte e a América do Sul. A rocha que provém das erupções ao nível do rifte vai sendo acrescentada às duas placas divergentes e é depois arrastada em sentidos opostos (o que por sua vez leva ao afastamento gradual dos dois continentes que estiveram juntos num passado distante).

Geomagnetismo - parte II

As linhas que ligam pontos à mesma distância dos pólos magnéticos em forma de pequenas circunferências concêntricas recebem o nome de isolinhas. Estas isolinhas magnéticas podem ser comparadas com os paralelos e meridianos de um mapa. Se o pólo norte magnético fosse coincidente com o geográfico, as isolinhas relativas às propriedades magnéticas coincidiriam precisamente com os paralelos. Desta forma, para qualquer ponto ponto P, o mapa fornece os seguintes dados: 1 - a direção do norte magnético a partir de P; 2 - a latitude magnética e, daqui, a distância ao norte magnético. No gráfico podemos ver a relação entre o ângulo de inclinação, a latitude magnética e a distância ao pólo magnético. (A partir deste gráfico podemos determinar a origem geográfica de determinada rocha e saber, assim, se ela está afastada ou não do seu local de origem).

Quanto á origem, o campo magnético não é causado por rochas magnetizadas no núcleo, dado que a temperatura é muito alta (os ímanes perdem as suas propriedades magnéticas se forem aquecidos). A rotação da  Terra causa um movimento convectivo nos fluídos do núcleo externo, ao qual estão associadas correntes eléctricas. A interação destas correntes eléctricas com a rotação mecânica dos fluídos gera, então, um campo magnético auto-sustentável. 

Alguns materiais têm estruturas atómicas que mudam sobre a influência de um campo magnético. Grupos atómicos pequenos orientam-se paralelamente às linhas de força magnética, tal como se fossem agulhas de bússolas. O esquema mostra um derrame de lava. À medida que desliza, vai arrefecendo e cristalizando. Estes cristais são de vários minerais e entre eles está o da magnetite. Há medida que esta fica sujeita a temperaturas menores (500ºC),os grupos atómicos dentro do mineral, começam a dispor-se em linhas paralelas entre si e à direção das linhas de força magnética. Quando se atingem os 450ºC, o arranjo dos átomos dos minerais de magnetite são bloqueados, não saindo mais do lugar. Preservam, assim, o registo do campo magnético terrestre, ao tempo do seu arrefecimento. Esta "magnetização fóssil" dá-nos a direção do norte magnético, quando a rocha foi formada e a distância da rocha ao pólo norte magnético. Em resumo, imaginemos que o vulcão da figura está a formar uma ilha neste momento (2018), junto do equador. Daqui a 100 milhões de anos essa ilha poderia estar mais para norte, por exemplo (arrastada pelo movimento das placas litosférias). Ao analisarmos os minerais de magnetite saberíamos que ela se formou num local diferente (mais para sul). Os valores de intensidade e direção do campo magnético apresentados pela magnetite não seriam compatíveis com essa posição geográfica.

Geomagnetismo - parte I

Os navegadores antigos achavam a sua rota nos oceanos usando uma rocha especial que era influenciada pelo invisível (e na altura desconhecido) campo magnético da Terra. A pedra-ferro era uma rocha que, hoje, se sabe composta por óxidos de ferro, que têm propriedades magnéticas. Na altura, os navegadores suspendiam um bocado de pedra-ferro, de modo a esta rodar livremente e repararam que ela se orientava sempre segundo a mesma posição em relação ao pólo norte geográfico. Para tal faziam uma marca na parte da pedra que buscava o norte - estava assim descoberta a bússola. Foi em 1600 que William Gilbert examinou ao pormenor a pedra-ferro, tendo concluído que a Terra tem um campo magnético próprio, semelhante a um íman gigantesco (na realidade não existe qualquer íman). O íman hipotético está orientado com o seu pólo sul apontando o pólo norte magnético, arranjo este necessário à obtenção das linhas de força magnética que fazem girar, para norte, os pólos norte das agulhas das bússolas. As direções e os sentidos do campo são representados pelas setas nas linhas de força.

O campo magnético num ponto qualquer é definido por duas grandezas: a direção de campo e a intensidade de campo. A intensidade do campo magnético diminui com o aumento da distância aos pólos magnéticos (na figura anterior as linhas estão mais próximas perto dos pólos - maior intensidade; e afastam-se com a distância aos pólos - menor intensidade). Em teoria, em todos os pontos da superfície terrestre a igual distância do pólo norte magnético, a intensidade do campo magnético deveria ser a mesma e o ângulo de inclinação deveria ser o mesmo. Na figura ao lado, a seta (inclinada) representa um vector com o seu comprimento proporcional à intensidade do campo. A posição do vector no espaço é definida por dois ângulos: O ângulo de declinação (theta W) que o referencia no sistema de coordenadas da Terra, e o ângulo de inclinação (alpha N), que fixa o vector no espaço em relação ao plano horizontal.