Magnetosfera Terrestre: O Escudo Invisível

Magnetosfera Protege Nosso Planeta

A Magnetosfera Terrestre é o espaço ao redor da Terra além das camadas da atmosfera, entre 700 e 65.000 km da superfície. Esta fronteira (Magnetopausa) é a membrana que nos isola do espaço interplanetário dominado pelo vento solar.

Nesta zona chamada Cinturão de Van Allen, semelhante a um casulo que envolve a Terra, as partículas energéticas (prótons, elétrons) se distribuem ao redor da Terra de acordo com a força do campo magnético. O campo magnético age como uma tela que desvia a corrente elétrica do Vento Solar, que então flui fora da magnetosfera. O vento solar é composto principalmente de íons e elétrons carregados com uma energia considerável e expelidos a uma velocidade de ≈450 km/s pelas reações termonucleares da nossa estrela.

A pressão do vento solar comprime a parte da magnetosfera terrestre que está voltada para o Sol e estica a região da magnetosfera localizada na parte traseira, oposta ao Sol. A magnetosfera da Terra foi descrita em 1958 durante medições feitas por contadores Geiger a bordo do primeiro satélite americano Explorer 1.

O cinturão de Van Allen é composto por duas partes com características diferentes. A primeira, mais próxima da Terra, está localizada entre 700 e 10.000 km de altitude e é composta principalmente de prótons de alta energia. A segunda, a parte externa mais vasta, está localizada entre 13.000 e 65.000 km de altitude e é composta de elétrons de alta energia.

A Superfície Terrestre Nunca é Atingida Diretamente

Todas as partículas energéticas circulam a grande velocidade e são continuamente trazidas de volta em direção aos polos da magnetosfera. Assim, o vento solar nunca atinge diretamente a superfície da Terra. Vivemos, portanto, em uma bolha magnética protegida das radiações solares mortais.

Poucos humanos estiveram do outro lado da magnetosfera enfrentando as radiações solares mortais; apenas os astronautas da Apollo que foram à Lua cruzaram o cinturão de Van Allen. Mesmo com uma blindagem protetora, a exposição dos astronautas foi limitada a menos de uma hora.

O Escudo Magnético Evolui

O Escudo Magnético não é homogêneo; ele evolui continuamente e muda ao longo do tempo devido a fenômenos físicos complexos que ocorrem no núcleo.

O campo geomagnético gerado a mais de 3.000 km abaixo da superfície emerge do polo magnético sul, circunda todo o planeta e mergulha sob a terra em direção ao núcleo no polo magnético norte. A maior parte da radiação flui ao longo da magnetosfera sem atingir a superfície terrestre, mas uma pequena parte se infiltra nos polos sul e norte, onde o campo geomagnético é mais fraco. Isso corresponde a uma zona anular chamada "zona auroral," atualmente localizada entre 65 e 75° de latitude magnética.

Quando as partículas solares se infiltram nesses anéis, elas colidem com os gases neutros da atmosfera, produzindo fenômenos luminosos coloridos. Quanto mais potente é o vento solar, mais espetaculares são esses véus luminosos. Esses véus característicos aparecem como uma cortina de luz difusa que se desloca muito rapidamente e se intensifica até revelar enormes raios de luz impressionantes. O comprimento da aurora pode medir vários milhares de quilômetros, mas sua largura geralmente não ultrapassa 100 metros.

Anomalia do Atlântico Sul

Existe um local na Terra que é mal protegido, onde o campo magnético enfraqueceu consideravelmente. Essa zona está localizada ao largo da costa brasileira e é chamada de Anomalia do Atlântico Sul (SAA); cobre uma área de ≈2.780 km por 2.780 km e continua a se expandir.

Os cientistas notaram que as radiações solares penetram mais profundamente na alta atmosfera e estão se aproximando cada vez mais da superfície terrestre. Na altitude em que os aviões voam, as radiações solares já estão menos filtradas. A 560 km de altitude, alguns instrumentos do Telescópio Espacial Hubble são desligados durante a passagem pela zona.

Um estudo sobre magnetitas fixadas em antigas cerâmicas de argila mostrou que há 400 anos, o campo magnético terrestre era 10% mais forte do que hoje. Antes de cada inversão do campo magnético terrestre, há uma diminuição de sua intensidade. Se a SAA for uma manifestação da inversão do campo magnético, assistiremos a uma nova inversão!

A evolução do campo geomagnético ao longo de milhares de anos foi analisada em núcleos de lava vulcânica, pois a lava resfriada conserva a orientação e a força do campo magnético da época. Assim, eles mostram as inversões de polarização do campo. Os geofísicos identificaram muitas durante os últimos 28 milhões de anos, e cada vez a intensidade do campo diminui significativamente. A última inversão ocorreu há 750.000 anos, e muitos cientistas acreditam que estamos atualmente assistindo a uma nova e abrupta inversão. Veremos cada vez mais auroras polares em locais onde antes não havia.

Onde é Gerado o Campo Magnético?

O campo geomagnético da Terra é provavelmente gerado pelas interações entre o núcleo interno e externo, ricos em ferro, que criam uma dinamo gigante. Esta dinamo gera um campo magnético potente e estável onde os fluxos magnéticos emergem do polo sul do núcleo e retornam à esfera terrestre pelo polo norte.

No núcleo terrestre, as correntes do núcleo interno sólido aquecem o núcleo externo líquido, criando correntes de partículas ao redor do metal fundido que sobem e descem lentamente. Devido à rotação terrestre, as correntes giram sobre si mesmas, criando o campo magnético que emerge na superfície e se estende no espaço circundante.

N.B.: Medições em amostras de meteoritos marcianos mostraram que Marte deve ter perdido seu campo magnético. Durante os primeiros 50 milhões de anos, Marte tinha um campo magnético potente. Exposto aos ventos solares, Marte tornou-se o planeta vermelho estéril que conhecemos hoje. Sendo duas vezes menor que a Terra, esfriou mais rapidamente e a dinamo parou.