O ferro líquido no núcleo externo da Terra pode comportar-se de maneiras surpreendentes. Os cientistas descobriram que um grande fluxo de material derretido sob o Oceano Pacífico mudou de direção por razões desconhecidas. Os dados dos satélites da ESA ajudaram os investigadores a detectar mudanças e a construir uma imagem mais detalhada do que está a acontecer perto do centro do planeta.
O núcleo externo derretido da Terra está localizado aproximadamente 2.200 km abaixo da superfície. À medida que este ferro líquido eletricamente condutor se move, ajuda a gerar o campo geomagnético do planeta. Durante muitos anos, os cientistas estudaram pequenas mudanças naquela região e concluíram que grande parte do núcleo externo fluía principalmente para oeste.
Reversão repentina sob o Oceano Pacífico
Este padrão mudou drasticamente em 2010. Abaixo do Oceano Pacífico, uma grande área de material fundido começou a mover-se fortemente para leste em vez de continuar o seu fraco fluxo para oeste. Os cientistas ainda não sabem o que causa esta inversão.
As observações por satélite, incluindo medições das missões Swarm e CryoSat da ESA, permitiram agora aos investigadores estudar o fenómeno com maior detalhe.
Publicado no Journal of Studies of Earth’s Deep Interior, o estudo combina observações terrestres com medições de satélite recolhidas de 1997 a 2025. Os investigadores usaram observações da missão CHAMP da Alemanha e da missão Ørsted, bem como dados das missões Swarm e CryoSat da ESA.
A sua análise mostrou que uma ampla região de fluidos ricos em ferro abaixo do Pacífico equatorial mudou de um fraco fluxo para oeste para um forte fluxo para leste em 2010.
Os cientistas geralmente consideravam a circulação em grande escala no núcleo externo relativamente estável. A mudança repentina sob o Oceano Pacífico sugere que o sistema pode estar a mudar mais rapidamente do que se pensava anteriormente. As descobertas fornecem novas pistas sobre os movimentos turbulentos responsáveis pela produção do campo magnético da Terra. Eles também podem apontar para uma conexão entre a atividade no núcleo externo e as mudanças que ocorrem nas profundezas do planeta.
“A inversão do fluxo em grande escala abaixo do Pacífico levanta novas questões sobre o comportamento do interior profundo da Terra. Os cientistas querem agora compreender se a inversão representa uma flutuação de curto prazo, parte de uma oscilação repetida, ou um novo equilíbrio estável para a circulação central. A monitorização contínua será essencial para determinar como o fluxo evolui nos próximos anos,” disse Fredrik Dahl Madsen, Universidade de Edimburgo – Escola de Geologia, principal autor do estudo.
Possível conexão com o núcleo interno da Terra
Madsen também disse que os modelos de pesquisa indicam que o forte fluxo para leste sob o Pacífico enfraqueceu desde 2020. “O surgimento de um forte fluxo para leste no Pacífico é contemporâneo de mudanças no comportamento no núcleo interno, conforme inferido da geodésia e da sismologia, e levantamos a hipótese de que essas mudanças no interior profundo estão associadas a mudanças no fluxo abaixo do Pacífico”, disse ele.
Detectando o núcleo derretido da Terra a partir do espaço
O campo magnético da Terra é gerado pelo movimento dentro do núcleo externo líquido. Lá, o ferro fundido que transporta corrente elétrica gira em torno de um núcleo interno sólido. Este processo, conhecido como geodínamo, está em constante mudança. No entanto, muitos dos seus amplos padrões de fluxo parecem relativamente consistentes ao longo de décadas de observação.
A ESA lançou três satélites Swarm em 2013. Cada um possui magnetómetros altamente sensíveis que podem medir o campo magnético da Terra com extraordinária precisão. Como os satélites viajam em órbitas cuidadosamente coordenadas, eles podem distinguir os sinais magnéticos provenientes do núcleo dos sinais produzidos pela crosta, oceanos, ionosfera e magnetosfera.
Essas medições permitiram aos cientistas reconstruir as mudanças nos padrões de fluxo perto da fronteira núcleo-manto. Eles também ajudaram os pesquisadores a identificar mudanças repentinas associadas à reversão do Pacífico e ao choque geomagnético de 2017.
De acordo com Anja Strömme, gestora da missão Swarm da ESA, o longo registo de observações da missão foi essencial para a investigação. “Embora o Swarm tenha sido lançado após o dramático evento de inversão de 2010, forneceu dados de alta precisão que nos falam sobre o núcleo interno da Terra no período que se seguiu”, disse ele.
“É importante ressaltar que o Swarm fornece cobertura global contínua por muitos anos, permitindo aos cientistas acompanhar como a dinâmica central evolui ao longo do tempo, em vez de depender apenas de observatórios magnéticos terrestres. Medições magnéticas de satélite de longo prazo permitem que os pesquisadores acompanhem as mudanças no geodínamo em tempo real e melhorem os modelos da evolução do campo magnético da Terra. As observações futuras de missões como o Swarm desempenharão um papel importante.”
Indicações de possíveis ciclos naturais
As medições de satélite também revelaram aceleração semelhante a ondas e estruturas de fluxo em rápida mudança, o que pode ter sido difícil de detectar no conjunto de dados mais ruidoso.
As descobertas indicam que o fluxo para leste pode estar agora a enfraquecer, depois de ter atingido o seu ponto mais forte há vários anos. Isto levanta a possibilidade de a inversão ter sido temporária ou fazer parte de um ciclo natural mais longo dentro do núcleo externo.
Por que o núcleo da Terra é importante?
Estes eventos ocorrem muito abaixo da superfície e não representam qualquer ameaça para as pessoas ou para o clima. No entanto, eles são fundamentais para a compreensão de como a Terra funciona.
O movimento do ferro líquido no núcleo externo gera um campo magnético que protege o planeta das partículas carregadas liberadas pelo Sol. Sem esta zona protetora, a atmosfera e os sistemas tecnológicos da Terra estariam expostos a uma exposição muito maior à radiação solar prejudicial.
O campo magnético da Terra sempre muda. À medida que o fluxo se desenvolve dentro do núcleo, o campo também muda gradualmente. Essas mudanças podem afetar os sistemas de navegação, as operações das espaçonaves e os modelos usados para estudar o clima espacial próximo à Terra. Aprender como e porquê o núcleo externo muda é, portanto, importante tanto para a investigação científica como para aplicações práticas.
De acordo com Elisabetta Iorfida, cientista da missão Swarm da ESA, a inversão do Pacífico desafia a ideia de que uma circulação constante para oeste domina o núcleo exterior. Ele acrescentou: “Este estudo mostra que as mudanças regionais podem surgir rapidamente em apenas uma década. As descobertas também podem ajudar os cientistas a investigar potenciais interações entre o núcleo externo, o núcleo interno e o manto inferior da Terra e, portanto, fornecer uma maior visão sobre o limite núcleo-manto, uma região crítica para a dinâmica profunda da Terra.”
“Esta investigação levanta questões interessantes sobre como as camadas mais profundas da Terra estão dinamicamente ligadas. À medida que o campo magnético evolui, as missões de satélite fornecem uma visão detalhada dos processos dinâmicos que ocorrem nas profundezas do nosso planeta, revelando que o núcleo da Terra pode ser muito mais variável e complexo do que se pensava anteriormente.”
