Cientistas no Japão encontraram um registro detalhado da última inversão magnética da Terra

0
886
Créditos: Alxpin / E+ / Getty Images.

Por Evan Gough
Publicado no Universe Today

A cada 200.000 a 300.000 anos, os polos magnéticos da Terra se invertem. O que antes era o polo norte passa a ser o sul e vice-versa. É uma época de turbulência invisível.

A última inversão foi incomum porque foi há muito tempo. Por alguma razão, os polos permaneceram orientados da maneira que estão agora por cerca de três quartos de milhão de anos. Um novo estudo revelou alguns dos detalhes dessa inversão.

O estudo do campo magnético da Terra é denominado paleomagnetismo. Envolve o estudo de rochas e sedimentos e, às vezes, de materiais arqueológicos. Rochas que já foram derretidas mantêm um registro do campo magnético da Terra à medida que se solidificaram.

O campo relacionado da magnetostratigrafia estuda o registro de inversões geomagnéticas que estão contidas nessas rochas. Ao datar as rochas, os pesquisadores podem construir uma linha do tempo das inversões da Terra.

A última inversão é chamada de inversão geomagnética de Matuyama-Brunhes em homenagem aos codescobridores: Bernard Brunhes, um geofísico francês, e Motonori Matuyama, um geofísico japonês. Ao longo dos anos, desde sua descoberta, os pesquisadores tentaram entender exatamente quando isso aconteceu e também quanto tempo levou.

Esse novo estudo é intitulado “A full sequence of the Matuyama–Brunhes geomagnetic reversal in the Chiba composite section, Central Japan” (Uma sequência completa da inversão geomagnética de Matuyama–Brunhes na seção de compósitos de Chiba, Japão Central). O autor principal é Yuki Haneda, pesquisador de projetos do Instituto Nacional de Pesquisa Polar e pesquisador de pós-doutorado no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão.

O artigo foi publicado na revista Progress in Earth and Planetary Science.

Os fluxos de lava são um indicador confiável da orientação dos polos magnéticos da Terra no momento em que a lava se solidificou. Mas o que eles não podem fornecer é um cronograma. Eles são mais como registros instantâneos que congelam um momento no tempo.

Os fluxos de lava são muito úteis quando se trata de compreender o campo magnético da Terra no momento da solidificação. “No entanto, as sequências de lava não podem fornecer registros paleomagnéticos contínuos devido à natureza das erupções esporádicas”, disse o autor Haneda em um comunicado de imprensa.

Um registro melhor pode ser encontrado em alguns depósitos de sedimentos, que podem se formar ao longo de um longo período de tempo. Um desses depósitos é chamado de seção de compósitos de Chiba. Fica no Japão, e os geofísicos consideram que é um registro muito detalhado da inversão de Matuyama-Brunhes.

“Nesse estudo, coletamos novas amostras e conduzimos análises paleomagnéticas e de rochas magnéticas de amostras da seção de compósitos de Chiba, uma sucessão marinha contínua e expandida no centro do Japão, para reconstruir a sequência completa da inversão geomagnética de Matuyama-Brunhes”, disse Haneda.

A seção de compósitos de Chiba foi amplamente considerada por conter o registro sedimentar marinho mais detalhado da inversão geomagnética de Matuyama-Brunhes, de acordo com Haneda.

Ela serve como o padrão internacional para o limite inferior da subsérie do Pleistoceno Médio e do Estágio Chibano – quando o Homo sapiens emergiu como uma espécie.

A seção de compósitos de Chiba é notável por ter polens bem preservados e micro e macrofósseis marinhos. Ela também contém camadas de piroclastos. Piroclasto é um material fragmentário produzido por erupções vulcânicas, normalmente conhecidas como cinzas vulcânicas.

Ao todo, Chiba fornece a estrutura cronoestratigráfica mais confiável do período em torno da inversão de Brunhes-Matuyama.

O que eles descobriram vai contra o que alguns outros estudos descobriram, especialmente quando se trata de quanto tempo a inversão demorou para ocorrer. Alguns estudos sugerem que levou vários milhares de anos, enquanto outro sugeriu que a inversão foi concluída em um período de uma vida humana.

As diferentes estimativas de tempo dependem em grande parte de onde os pesquisadores da Terra reúnem suas evidências. Esse estudo baseado na seção de compósitos de Chiba diz que levou cerca de 20.000 anos, incluindo um período de instabilidade de 10.000 anos que levou à inversão.

“Nossos dados são um dos registros paleomagnéticos mais detalhados durante a inversão geomagnética de Matuyama-Brunhes, oferecendo uma visão profunda do mecanismo da inversão geomagnética”, disse Haneda.

Os microfósseis marinhos e de pólen encontrados na seção de compósitos de Chiba também contêm pistas da inversão magnética. A equipe de pesquisadores vai investigar fósseis e pólen a seguir para tentar aprender mais.

Esta figura do estudo mostra a localização da área de estudo na Península de Bōsō, no Japão. Na imagem b, vemos a Província de Chiba na Península de Bōso (Bōso Peninsula) e, nela, as seções de Yanagawa, Urajiro, Kokusabata e as seções no rio Yōrō (Yōrō River) entre Yōrō e Tabuchi (Yōrō-Tabuchi). Na legenda: holoceno (holocene); grupo de Shimosa (Shimosa Group); grupo de Kazusa (Kazusa Group); grupo de Miura (Miura Group); pré-Neogeno (pre-Neogene); a seção de compósitos de Chiba (CbCS). Créditos: Haneda et al., 2020.

A questão que paira sobre as inversões geomagnéticas da Terra é: “que efeito elas têm?” Isso está fora do escopo desse estudo, mas é o foco de outras pesquisas.

Alguns pesquisadores se perguntam se as inversões magnéticas contribuíram para a mudança climática. Embora as evidências não estejam completas, alguns cientistas descreveram como as inversões podem desempenhar um papel para tal.

Em 2006, uma equipe de pesquisadores fez uma apresentação na reunião de outono da União de Geofísica dos Estados Unidos intitulada “Does the Earth’s Magnetic Field Influence Climate?” (O campo magnético da Terra influencia o clima?).

Ao mencionar as causas aceitas das mudanças climáticas na Terra, a equipe disse: “O magnetismo raramente foi invocado e as evidências de conexões entre o clima e as variações do campo magnético receberam pouca atenção”.

“A característica mais intrigante pode ser os jerks arqueomagnéticos recentemente propostos. Eles parecem se correlacionar com eventos climáticos significativos”.

Os jerks arqueomagnéticos são mudanças rápidas no campo geomagnético da Terra que são localizadas em vez de globais. Embora haja apenas uma correlação entre eles e o clima, um nexo causal pode um dia ser estabelecido. Também poderia haver uma ligação causal entre inversões magnéticas e clima?

O efeito que as inversões magnéticas têm nos animais é uma questão fascinante e em aberto. Muitos animais empreendem longas viagens migratórias. Baleias, pássaros e tartarugas marinhas, por exemplo.

E há evidências de que algumas espécies migratórias dependem do campo magnético da Terra para navegar. O fenômeno é chamado de magnetorecepção.

Como as criaturas que dependem da recepção magnética são afetadas por inversões geomagnéticas?

Durante uma inversão, os polos magnéticos não apenas trocam de lugar, mas a intensidade do campo diminui. Também pode haver polos temporários no equador ou mesmo vários polos temporários. Os polos também podem vagar, deixando sua posição original e retornando antes de mudar completamente.

Não está claro que efeito uma inversão tem sobre os animais. Mas há algumas evidências de que as tempestades solares, com toda sua atividade magnética, podem criar confusão para as baleias em migração e podem até levá-las a encalhar na praia.

Durante uma inversão, o efeito protetor do campo magnético da Terra é reduzido. Mais radiação solar pode atingir a superfície da Terra durante uma inversão, o que pode colocar animais como as baleias em perigo da mesma forma que uma tempestade solar. No entanto, a evidência para isso não é clara.

Em qualquer caso, a vida na Terra sobreviveu a muitas inversões geomagnéticas e, ainda assim, a vida prospera. Os humanos modernos ainda não enfrentaram uma, então observar a próxima será muito instrutivo.

O efeito mais provável será em nossos sistemas de energia e comunicações, incluindo satélites. Conforme o campo magnético global enfraquece, mais radiação do Sol pode passar. Sabemos por coisas como o Evento Carrington que esse cenário pode ser muito prejudicial.

Embora esse estudo não possa abordar todas essas questões, ele melhora nosso entendimento da inversão anterior.

“Nossos resultados fornecem um registro sedimentar detalhado e expandido da inversão geomagnética de M–B e oferecem novas informações valiosas para entender melhor os mecanismos e a dinâmica das inversões geomagnéticas”, concluem os autores.