O ferro líquido no núcleo externo da Terra nem sempre se comporta como esperado. Quando mudou de direção de forma inexplicável, os satélites da ESA forneceram dados sobre a direção do fluxo, ajudando os cientistas a obter uma melhor compreensão da dinâmica no centro do nosso planeta.
O núcleo fundido, que gira a cerca de 2200 km abaixo da superfície da Terra, gera o campo geomagnético terrestre à medida que se desloca. Ao medir pequenas variações no campo magnético, os cientistas inferiram historicamente que o núcleo fluía principalmente para oeste.
Mas, em 2010, mudou inesperadamente de direção nas profundezas do Oceano Pacífico e começou a mover-se fortemente para leste. As razões para esta inversão inexplicável no fluxo de material fundido são ainda um mistério. Mas os satélites, incluindo o Swarm e o CryoSat da ESA, forneceram dados que foram agora analisados e publicados.
O estudo, publicado no Journal of Studies of Earth’s Deep Interior, analisa observações terrestres e dados de satélite entre 1997 e 2025. Foram utilizados dados das missões Swarm e Cryosat da ESA, bem como dados da missão alemã CHAMP e da missão Ørsted. A investigação descobriu que, em 2010, uma ampla região de fluido rico em ferro sob o Pacífico equatorial passou de um movimento fraco para oeste para um movimento forte para leste.
Acreditava-se anteriormente que o sistema do núcleo externo se movia de forma relativamente estável – esta mudança drástica de fluxo sugere que isto nem sempre é verdade. O estudo fornece informações sobre os processos turbulentos que geram o campo magnético terrestre e indica possíveis ligações entre a dinâmica do núcleo externo e as mudanças que ocorrem em camadas mais profundas do planeta.
O autor principal do estudo, Frederik Dahl Madsen, da Escola de Geociências da Universidade de Edimburgo, afirmou: “A reversão do fluxo em grande escala sob o Pacífico levanta novas questões sobre o comportamento do interior profundo da Terra. Os cientistas querem agora compreender se a reversão representa uma flutuação de curta duração, parte de uma oscilação repetitiva ou um novo equilíbrio estável para a circulação do núcleo. A monitorização contínua será essencial para determinar como o fluxo evoluirá nos próximos anos”.
Frederik explicou ainda que o modelo utilizado na investigação sugere que o fluxo para leste no Pacífico enfraqueceu desde 2020, acrescentando: “O aumento do forte fluxo para leste no Pacífico é contemporâneo de uma mudança no comportamento do núcleo interno, tal como inferido pela geodesia e sismologia, e colocamos a hipótese de que estas mudanças no interior profundo estão associadas às mudanças no fluxo sob o Pacífico.”
O núcleo fundido da Terra detetado a partir do espaço
O campo magnético terrestre é gerado pelo movimento no núcleo externo líquido, onde o ferro fundido condutor de eletricidade circula em torno do núcleo interno sólido. Este geodínamo está em constante evolução, mas muitos dos seus padrões de fluxo a longo prazo têm-se mostrado relativamente persistentes ao longo de décadas de observação.
Lançados em 2013, os três satélites Swarm transportam magnetómetros de alta sensibilidade capazes de mapear o campo magnético terrestre com uma precisão excecional. Voando em órbitas cuidadosamente coordenadas, os satélites conseguem distinguir os sinais magnéticos originados no núcleo dos produzidos pela crosta, oceanos, ionosfera e magnetosfera.
Estas observações permitiram aos investigadores reconstruir os padrões de fluxo em evolução no limite núcleo-manto e identificar as mudanças repentinas associadas à inversão do Pacífico e ao solavanco geomagnético de 2017.
Segundo Anja Stromme, Gestora da Missão Swarm da ESA, o conjunto de dados de longo prazo fornecido pela Swarm é importante para este estudo. Ela observou: “Embora a Swarm tenha sido lançada após o dramático evento de reversão de 2010, forneceu dados de alta precisão que nos informam sobre o núcleo interno da Terra no período subsequente.
“É importante salientar que a Swarm oferece uma cobertura global contínua durante muitos anos, permitindo aos cientistas acompanhar como a dinâmica do núcleo evolui ao longo do tempo, em vez de dependerem apenas de observatórios magnéticos terrestres. As medições magnéticas de satélite de longa duração permitem aos investigadores acompanhar as mudanças no geodínamo em tempo quase real e melhorar os modelos da evolução do campo magnético terrestre. As observações futuras de missões como a Swarm desempenharão um papel crucial.”
Os dados de satélite também permitiram aos investigadores detetar acelerações ondulatórias e estruturas de fluxo em rápida mudança que, de outra forma, poderiam ter permanecido ocultas em conjuntos de dados mais ruidosos. O estudo sugere ainda que o fluxo para leste pode estar novamente a enfraquecer após atingir um pico há alguns anos, aumentando a possibilidade de o evento representar uma oscilação temporária ou parte de um ciclo natural mais longo na dinâmica do núcleo.
Compreender o nosso sistema terrestre
Embora estes processos ocorram muito abaixo da superfície da Terra e não representem perigo para as pessoas ou para o clima, são fundamentais para compreendermos o funcionamento do nosso planeta. O movimento do ferro líquido no núcleo exterior gera o campo magnético da Terra, que protege o planeta das partículas carregadas provenientes do Sol. Sem ele, a atmosfera e a infraestrutura tecnológica da Terra estariam muito mais expostas à radiação solar nociva.
O campo magnético não é fixo. Muda lentamente ao longo do tempo à medida que o fluxo no núcleo evolui, afetando tudo, desde sistemas de navegação a operações de naves espaciais e modelos de clima espacial próximo da Terra. Compreender como e por que razão o núcleo muda é, portanto, importante tanto científica como praticamente.
De acordo com Elisabetta Iorfida, cientista da missão Swarm da ESA, a inversão do Pacífico desafia a suposição de que o núcleo exterior é dominado por uma circulação estável para oeste. Ela observou: “Este estudo mostra que as mudanças regionais podem surgir rapidamente em apenas uma década. As descobertas também podem ajudar os cientistas a investigar possíveis interações entre o núcleo externo da Terra, o núcleo interno e o manto inferior e, portanto, fornecer mais informações sobre o limite núcleo-manto, que é uma região crítica para a dinâmica das camadas profundas da Terra.
“Esta investigação levanta questões intrigantes sobre como as camadas mais profundas da Terra estão dinamicamente ligadas. À medida que o campo magnético continua a evoluir, as missões de satélite estão a fornecer uma visão cada vez mais detalhada dos processos dinâmicos que se desenrolam nas profundezas do nosso planeta, revelando que o núcleo da Terra pode ser muito mais variável e complexo do que se acreditava anteriormente.”
Texto original: Insights into Earth’s molten outer core from space
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa