O que é o campo magnético da Terra? Entenda como ele nos protege!

O que é o campo magnético da Terra? Entenda como ele nos protege!

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 18 de Janeiro de 2022 às 09h25
Goddard Space Flight Center da NASA

Muito se fala sobre ele, mas você sabe exatamente o que é o campo magnético da Terra? Nosso planeta é um grande ímã e esse é um fator crucial para a vida como a conhecemos prosperar. Os cientistas ainda estão estudando o que forma as linhas de campo magnético, mas a ideia mais aceita é conhecida como Teoria do Dínamo, que descreve como o movimento do núcleo cria o magnetismo.

O que é campo magnético

Um campo magnético é uma grandeza física diretamente ligada à movimentação das cargas elétricas — essa é uma das leis mais importantes da física. Sempre que houver uma carga elétrica em movimento, haverá um campo magnético.

Isso implica que esses campos estão presentes em todos os lugares, seja em pequena ou em grande escala. Afinal, todos os elétrons estão em constante movimento ao redor do núcleo atômico e, como possuem carga negativa, essa movimentação gera um campo magnético.

Em outras palavras, todos os átomos são “mini ímãs”, pois seus elétrons sempre estarão em movimento. Mas há outras formas de criar um campo magnético, que é através de uma corrente elétrica — a mesma que está presente nas tomadas domésticas.

O campo magnético de um ímã atrai materiais ferromagnéticos (Imagem: Reprodução/Envato)

Um fio elétrico, quando ligado a um aparelho em funcionamento (isto é, quando a corrente elétrica está em movimento), gera seu próprio campo magnético. Ele é muito fraco para atrair objetos ferromagnéticos (feitos de materiais que se atraem por magnetismo, como o ferro).

Ainda assim, o campo magnético em um fio com corrente elétrica é útil para criar eletroímãs, por exemplo. Ao enrolarmos o fio (bobina) em uma barra de ferro e fazermos a corrente elétrica se movimentar, os átomos do ferro se alinham ao campo magnético gerado pela bobina. Assim, o ferro se torna um ímã, ao menos temporariamente.

Para criar um ímã (permanente ou não), tudo o que precisamos fazer é alinhar todos os átomos na mesma direção. Lembra que átomos são mini-ímãs? Isso significa que eles possuem polos norte e sul, e tendem a se alinhar — mas isso depende do tipo de material.

Em certos materiais, os átomos estão organizados de maneira tão rígida que não podem se alinhar. Em outros, como ferro e níquel, essa organização é muito mais maleável porque os elétrons orbitam o núcleo em uma distribuição que gera um campo magnético especialmente forte.

Assim, se aproximarmos um ímã suficientemente forte de uma barra de ferro, os campos magnéticos dos átomos de ferro se alinharão ao campo magnético do ímã, apontando para a mesma direção. Os átomos formarão um “Megazord” chamado domínio magnético, que possuirá um polo norte e um polo sul.

Como funciona o campo magnético da Terra

Campo magnético terrestre depende do efeito de dínamo (Imagem: Reprodução/shooogp/Sketchfab)

A Terra possui um campo magnético graças a um efeito de dínamo. O núcleo líquido de ferro que se movimenta cria correntes elétricas, enquanto a rotação da Terra em seu próprio eixo faz com que essas correntes gerem um campo magnético gigante.

Com isso, a Terra tem polos norte e sul magnéticos, embora eles não coincidam com os polos geográficos. Além disso, os polos magnéticos da Terra geralmente se movem, devido à atividade muito abaixo da superfície da Terra. Esse deslocamento é registrado em rochas que se formam quando o magma é expelido pela crosta terrestre e se derrama como lava.

O material da lava possui campo magnético atômico altamente maleável, por isso, à medida que ela esfria e se torna rocha sólida, os átomos são alinhados com o campo magnético da Terra. É assim que cientistas usam essas rochas para descobrir a posição do campo magnético da Terra há milhares de anos.

Também acontece em algumas ocasiões a inversão dos polos magnéticos do planeta, o que foi descoberto analisando essas rochas antigas. Mas o campo magnético da Terra não se move rapidamente com frequência, por isso ele é importante para as pessoas se orientarem por bússolas (que apontam para o polo magnético, e não geométrico).

Como o campo magnético da Terra nos protege

Representação das linhas do campo magnético da Terra (Imagem: Reprodução/Goddard Space Flight Center da NASA)

O campo magnético da Terra domina a região da magnetosfera, que envolve o planeta e sua atmosfera. Isso é importante para bloquear as partículas carregadas do Sol, enviadas pelo vento solar, que pode prejudicar a camada de ozônio e os componentes eletrônicos, além das correntes elétricas nas cidades.

As partículas carregadas (essencialmente, íons positivos, ou núcleos atômicos que tiveram seus elétrons pelo calor solar) viajam em direção ao nosso planeta, principalmente após algum evento estremo na superfície do Sol, como uma erupção solar.

Quando chegam à magnetosfera Terra, os íons empurram o campo magnético no lado do planeta voltado para o Sol, são conduzidas por este campo de modo que dão a volta pelos polos, e estica o campo magnético num formato de lágrima no lado da sombra. Esse evento é conhecido como tempestade solar.

Às vezes, algumas partículas de vento solar “escapam” dessa “armadilha”, e atingem átomos de gás na atmosfera superior ao redor dos polos magnéticos. Isso faz com que as auroras sejam produzidas no céu acima de lugares como Alasca, Canadá e Escandinávia.

Nem todos os planetas possuem um campo magnético, como é o caso de Marte. Os cientistas cogitam que isso se deve ao fato de não haver um núcleo de ferro líquido no Planeta Vermelho, e que esse foi um dos fatores pelos quais a atmosfera marciana escapou para o espaço.

Sentindo o campo magnético: o que é magnetorecepção

Este gráfico mostra a diferença em ângulo entre os polos geográficos e os magnéticos (Imagem: Reprodução/Peter Reid/The University of Edinburgh)

Alguns animais podem “sentir” o campo magnético, como as abelhas, tubarões e pássaros, e de fato se orientam através dele para se locomover, se alimentar e voltar para seus lares. Isso nos mostra o quando a importância do campo magnético vai muito além da proteção contra as partículas carregadas do Sol.

A capacidade de “sentir” o campo magnético é conhecido como magnetorecepção, e cada espécie mencionada possui seu próprio sistema capaz de detectar o magnetismo. Isso pode ser explicado pelo simples fato de os seres vivos conviverem com o campo eletromagnético desde sua origem na Terra.

Um estudo publicado por pesquisadores brasileiros em 2009 no Journal of the Royal Society Interface mostrou que a influência do campo geomagnético da Terra sobre a orientação dos animais incluem uma determinada espécie de formiga migratória, graças às quantidades de partículas magnéticas em suas antenas.

Pouco se sabe sobre os mecanismos que conectam a magnetorecepção ao sistema nervoso central de animais, mas estudos mostraram que o fenômeno também afeta seres humanos. Afinal, nosso cérebro é cheio de neurônios que produzem cargas elétricas, ou seja, está suscetível à magnetização.

O estudo sobre a magnetorecepção em seres humanos foi aprofundado em 2019, quando cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) publicaram um estudo mostrando que as pessoas poderiam, sim, ser afetadas pelo campo magnético da Terra — mais que isso, interpretar, de alguma maneira — mesmo sem perceber.

Fonte: Cosmos Magazine, National GeographicThe Royal Society

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