Andy Biggin / Universidade de Liverpool
Embora tenhamos enviado sondas a milhares de milhões de quilómetros para o espaço interestelar, os seres humanos mal arranharam a superfície do nosso próprio planeta, nem sequer conseguindo atravessar a fina crosta.
A informação sobre o interior profundo da Terra provém principalmente da geofísica e é muito valiosa. Sabemos que consiste numa crosta sólidanum manto rochoso, num núcleo externo líquido e num núcleo interno sólido.
Mas o que se passa exatamente em cada camada, e entre elas, é um mistério.
Agora, um estudo conduzido pelo professor de geomagnetismo Andrew Bigginda Universidade de Liverpool, usou o magnetismo do nosso planeta para lançar luz sobre a interface mais significativa no interior da Terra: o limite entre o núcleo e o manto.
Sobre 3.000 km debaixo dos nossos pés, o núcleo externo da Terra, um oceano inimaginavelmente profundo de liga de ferro fundido, agita-se incessantemente para produzir um campo magnético mundial que se estende para muito longe no espaço.
Apoie isso “geodínamo“, e o campo de força planetário que tem produzido durante os últimos milhares de milhões de anos, protegendo a Terra de radiação nociva, requer muita energiaexplica Biggin num artigo no A conversa.
Esta foi fornecida ao núcleo sob a forma de calor durante a formação da Terra. Mas só é libertada para accionar o geodínamo à medida que se propaga para o exterior, em direção à rocha sólida mais fria que flutua acima no manto.
Sem esta transferência massiva de calor interno do núcleo para o manto e, em última análise, através da crosta até à superfície, a Terra seria como os nossos vizinhos mais próximos, Marte e Vénus: magneticamente morta.
Entram as bolhas
Os mapas geofísicos mostram a velocidade a que as ondas sísmicas que atravessam o manto rochoso da Terra mudam na sua parte mais inferiormesmo acima do núcleo.
Particularmente notáveis são duas vastas regiões próximas do equadordebaixo de África e do Oceano Pacífico, onde as ondas sísmicas viajam mais lentamente do que noutros locais.
O que torna especiais estas “grandes estruturas basais do manto inferior”ou “bolhas” de forma abreviada, não é claro. São feitas de rocha sólida semelhante ao manto circundante, mas podem ter uma temperatura mais elevadaou uma composição diferente, ou ambas.
Seria de esperar que fortes variações de temperatura na base do manto afetassem o núcleo líquido subjacente e o campo magnético que aí é gerado. O manto sólido muda de temperatura e flui a uma velocidade excepcionalmente lenta (milímetros por ano), pelo que qualquer assinatura magnética proveniente de fortes contrastes de temperatura deveria persistir durante milhões de anos.
Das rochas aos supercomputadores
O estudo de Biggin, apresentado num artigo publicado na terça-feira na revista Geociências da Naturezaapresenta novas provas de que estas bolhas são mais quentes do que o manto inferior circundante. E isto teve um efeito notável no campo magnético da Terra ao longo de, pelo menos, as últimas centenas de milhões de anos.
À medida que as rochas ígneas, recentemente solidificadas a partir de magma fundido, arrefecem à superfície da Terra na presença do seu campo magnético, adquirem um magnetismo permanente que está alinhado com a direção deste campo nesse momento e lugar.
Já é bem conhecido que esta direção muda com a latitude. Os autores do estudo observaram, no entanto, que as direções magnéticas registadas por rochas com até 250 milhões de anos também pareciam depender do local onde as rochas se tinham formado em longitude.
O efeito era particularmente notável em latitudes baixas. Por isso, os investigadores interrogaram-se se as bolhas poderiam ser responsáveis.
Andy Biggin / Universidade de Liverpool
Os mapas simulados do campo magnético terrestre (à esquerda) só podem assemelhar-se aos do campo real (à direita) se o núcleo da Terra for considerado como tendo aglomerados de rocha quente posicionados diretamente sobre ele
UM prova decisiva veio da comparação destas observações magnéticas com simulações do geodínamo executadas num supercomputador.
Segundo concluíram os autores do estudo, o que parece estar a acontecer é que as duas bolhas quentes estão a isolar o metal líquido por baixo delasimpedindo a perda de calor que de outra forma faria com que o fluido contraísse termicamente e afundasse no núcleo.
Uma vez que é o fluxo de fluido do núcleo que gera mais campo magnético, estas lagoas estagnadas de metal não participam no processo de geodínamo.
Além disso, da mesma forma que um telemóvel pode perder o sinal ao ser colocado dentro de uma caixa metálica, estas áreas estacionárias de líquido condutor atuam para “blindar” o campo magnético gerado pelo líquido em circulação abaixo.
As enormes bolhas deram, portanto, origem a padrões característicos de variação longitudinal na forma e variabilidade do campo magnético da Terra. E isto correspondeu ao que foi registado por rochas formadas em latitudes baixas.
Na maior parte do tempo, a forma do campo magnético da Terra é semelhante à que seria produzida por um íman em barra alinhado com o eixo de rotação do planeta. É isto que faz com que uma bússola magnética aponte quase para norte na maioria dos locais à superfície da Terra, na maior parte do tempo.
Colapsos em estados fracos e multipolares ocorreram muitas vezes ao longo da história geológica, mas são bastante raros e o campo parece ter-se recuperado relativamente depressa depois. Nas simulações, pelo menos, as bolhas parecem ajudar a que assim seja.
Embora ainda tenhamos muito a aprender sobre o que são as bolhas e como se originaram, pode ser que, ao ajudarem a manter o campo magnético estável e útil para a humanidade, tenhamos muito a agradecer-lhes.