Imagine um ímã de barra dentro da Terra, mais ou menos alinhado com o eixo, onde as extremidades desse ímã ficam próximas aos pólos geográficos Norte e Sul do planeta. As linhas do campo magnético viajam do pólo norte do ímã, retornando ao redor para voltar ao pólo sul. Em cada pólo, as linhas do campo magnético são quase verticais.
Embora definitivamente não exista uma barra magnética no interior da Terra, o mesmo fenômeno ocorre ao redor da Terra, criando uma área de proteção em todo o planeta chamada magnetosfera, de acordo com a NASA. A magnetosfera da Terra nos protege da radiação cósmica prejudicial e do vento solar e é responsável pelas belas exibições aurorais vistas nas altas latitudes dos hemisférios norte e sul.
Os pólos magnéticos e geográficos da Terra estão situados opostos um ao outro. Em outras palavras, o pólo sul magnético da Terra está realmente próximo ao pólo norte geográfico. Portanto, quando usamos uma bússola para determinar nossa localização, a agulha da bússola na verdade aponta para o polo magnético sul, quando no Hemisfério Norte, e em direção ao polo magnético norte, no Hemisfério Sul.
Os pólos magnéticos não são fixos e vagam um pouco pela superfície do planeta em relação aos pólos geográficos. Cerca de 75% da intensidade do campo magnético da Terra é representada pela "barra magnética". Os outros 25% da intensidade do campo magnético da Terra, que podem ser vistos como ímãs de barra menores que estão se movendo, provêm de partes menores do magma em movimento e podem ser o que permite que os pólos se movam.
Com base em dados divulgados pelos Centros Nacionais de Informação Ambiental em fevereiro de 2019, o pólo norte magnético está localizado a 86,54 N 170,88 E, dentro do Oceano Ártico e indo do Canadá para a Sibéria. O pólo sul magnético está localizado em 64.13 S 136.02 E, ao largo da costa da Antártica, na direção da Austrália.
De onde vem o campo?
Embora ainda seja um pouco misterioso, os cientistas geralmente concordam que o campo magnético da Terra começa profundamente no centro do planeta. O núcleo externo do planeta é composto de metais derretidos, principalmente ferro, que é um condutor.
"A agitação do metal fundido no núcleo externo gera o campo pelo que é conhecido como ação do dínamo", disse Aleksey Smirnov, professor de geofísica da Universidade Tecnológica de Michigan.
A ação do dínamo, ou a teoria do dínamo, descreve a maneira como um planeta pode sustentar um campo magnético. O dínamo, ou fonte do campo magnético, é criado por um material rotativo, convectivo e eletricamente condutor, como o ferro fundido no interior da Terra.
"Existem muitos átomos ionizados e elétrons livres circulando, além de uma forma complexa de convecção no interior, combinada com a rotação natural da Terra - há muitas cargas móveis", disse Doug Ingram, físico e professor de astronomia na Texas Christian University.
Os cientistas acreditam que as cargas criadas pelo material metálico em movimento se movem pela região equatorial da Terra em um movimento circular que gera os pólos magnéticos norte e sul na superfície, disse Ingram.
Por que os pólos se movem?
O dínamo da Terra é persistente, mas instável. No momento, o campo magnético está mudando rapidamente, com o pólo norte magnético fazendo um salto repentino em direção à Sibéria. Desde a década de 1990, o pólo norte magnético mudou cerca de 55 quilômetros por ano, em média, de acordo com um estudo de 2019 publicado na revista Nature.
Distúrbios no magma metálico que flui podem ser a causa das instabilidades no campo magnético que podem levar a essas mudanças de pólos, de acordo com Smirnov. O movimento do ferro líquido nas profundezas do Canadá pode enfraquecer levemente o campo magnético naquele local, o que está permitindo que o pólo norte magnético se mova em direção à Sibéria, afirma o artigo da Nature.
Outras anomalias eletromagnéticas podem ser vistas em todo o mundo, como no sul da África, onde uma perturbação do campo magnético, semelhante a um redemoinho em um riacho, pode ser causada por uma porção mais densa do manto perto da fronteira com o núcleo externo líquido do planeta.
Histórico de mudança e reversão de polos
Enquanto os pólos estão mudando constantemente, eles também se revertiram completamente pelo menos algumas centenas de vezes nos últimos 3 bilhões de anos, segundo a NASA. Durante esse processo, que normalmente ocorre a cada 200.000 a 300.000 anos ao longo de 100 a alguns milhares de anos de cada vez, o campo magnético torna-se esmagado e puxado com vários pólos brotando aleatoriamente sobre a superfície da Terra. A última reversão total ocorreu cerca de 780.000 anos atrás.
A história do campo magnético, incluindo mudanças e reversões, é evidenciada no registro geológico. Os metais encontrados nas rochas, incluindo o ferro, alinham-se com o campo magnético antes que as rochas derretidas se solidifiquem ou como fragmentos que contêm os metais magnéticos alinhados com o campo magnético e se depositam em camadas de rochas sedimentares.
"Como a Terra é um lugar dinâmico e em constante mudança, novas rochas e seus registros magnéticos têm sido gerados constantemente ao longo do tempo geológico", disse Smirnov, acrescentando que esses registros podem ser preservados por milhões ou bilhões de anos.
Registros semelhantes são encontrados no fundo do Oceano Atlântico, onde novos fundos marinhos são constantemente criados na cordilheira do meio do Atlântico.
"À medida que a lava jorra até a superfície, ela é derretida e as partículas de ferro suspensas na lava se orientam na direção do campo magnético predominante da Terra", disse Ingram. À medida que a lava se solidifica, ela bloqueia os depósitos de metal e, assim, cria um registro histórico das mudanças e reversões do campo magnético da Terra.
O que esses postes errantes e oscilantes significam para a vida em nosso planeta? Não há mudanças drásticas presentes no registro fóssil da vida vegetal ou animal durante os turnos e inversões, de acordo com a NASA, o que sugere que os efeitos da inversão de pólos na vida são mínimos. Embora haja alguma especulação entre os cientistas de que, durante períodos de menor força do campo magnético, mais radiação cósmica poderia ter atingido a superfície da Terra e causado um aumento na taxa de mutação genética e, portanto, impulsionou a evolução, disse Smirnov.
