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A força da gravidade que a Terra exerce
nos corpos faz com que eles adquiram
uma aceleração; o que se
observa no movimento de queda livre, que é um Movimento
Retilíneo Uniformemente Variado, portanto, a aceleração
adquirida pelo corpo é constante.
Toda a região do espaço em que a força gravitacional da
Terra está presente é o campo gravitacional da Terra.
A combinação da força da gravidade com a resistência do ar e
o vento permite a um pára-quedista realizar manobras
impecáveis no ar, bem como descer lentamente no solo.
Ao saltar do avião, ainda com o pára-quedas fechado, o corpo
de um pára-quedista sofre a aceleração da gravidade. Essa
aceleração inicial é constante.
Com o tempo, principalmente depois de o pára-quedas se
abrir, a resistência do ar vai reduzindo a aceleração do
corpo; a partir de determinado momento, a aceleração se
anula e o pára-quedas desce com velocidade constante.
Quando falamos em queda livre, estamos, portanto,
desconsiderando a resistência do ar.
O campo magnético terrestre assemelha-se a um dipolo
magnético com seus pólos próximos aos pólos geográficos da
Terra. Uma linha imaginária traçada entre os pólos sul e
norte magnéticos apresenta uma inclinação de aproximadamente
11,3º relativa ao eixo de rotação da Terra. A teoria do
dínamo é a mais aceite para explicar a origem do campo. Um
campo magnético, genericamente, se estende infinitamente. Um
campo magnético vai se tornando mais fraco com o aumento da
distância da sua fonte. Como o efeito do campo magnético
terrestre se estende por várias dezenas de milhares de
quilômetros, no espaço ele é chamado de magnetosfera da
Terra.
Pólo magnético
A localização dos pólos não é estática, chegando a oscilar
vários quilômetros por ano. Os dois pólos oscilam
independentemente um do outro e não estão em posição
diretamente opostas no globo. Atualmente o pólo sul
magnético dista mais do pólo sul geográfico que o pólo norte
magnético do pólo norte geográfico.
Posições do pólo magnético
Pólo magnético norte[1] (2001)
81° 18′ N 110° 48′ W (2004)
82° 18′ N 113° 24′ W (2005)
82° 42′ N 114° 24′ W
Pólo magnético sul[2] (1998)
64° 36′ S 138° 30′ E (2004)
63° 30′ S 138° 0′ E
Distâncias referentes aos polos magnéticos (2005):
ao longo da superfície do planeta:
entre os polos - 17.386 km (entre os polos geográficos é de
~20 mil km)
entre polo norte magnético e polo norte geográfico - 890 km
entre polo sul magnético e polo sul geográfico - 2.835 km
eixo unindo os polos magnéticos - ~12.550 km (entre os
geográficos é 12.713 km)
Referências:
1. Geomagnetismo, Pólo Norte Magnético. Natural Resources
Canada, 2005-03-13.
2.Pólo Sul Magnético. Commonwealth of Australia, Australian
Antarctic Division, 2002.
Características do campo
O campo é semelhante ao de um ímã de barra, mas essa
semelhança é superficial. O campo magnético de um ímã de
barra, ou qualquer outro tipo de ímã permanente, é criado
pelo movimento coordenado de elétrons (partículas
negativamente carregadas) dentro dos átomos de ferro. O
núcleo da Terra, no entanto, é mais quente que 1043 K, a
temperatura de Curie em que a orientação dos orbitais do
elétron dentro do ferro se torna aleatória. Tal
aleatorização tende a fazer a substância perder o seu campo
magnético. Portanto, o campo magnético da Terra não é
causado por depósitos magnetizados de ferro, mas em grande
parte por correntes elétricas do núcleo externo líquido.
Outra característica que distingue a Terra magneticamente de
um ímã em barra é sua magnetosfera. A grandes distâncias do
planeta, isso domina o campo magnético da superfície.
Correntes elétricas induzidas na ionosfera também geram
campos magnéticos. Tal campo é sempre gerado perto de onde a
atmosfera é mais próxima do Sol, criando alterações diárias
que podem deflectir campos magnéticos superficiais de até um
grau.
Variações do campo magnético
A intensidade do campo na superfície da Terra neste momento
varia de menos de 30 microteslas (0,3 gauss), numa área que
inclui a maioria da América do Sul e África Meridional, até
superior a 60 microteslas (0,6 gauss) ao redor dos pólos
magnéticos no norte do Canadá e sul da Austrália, e em parte
da Sibéria.
Magnetômetros detectaram desvios diminutos no campo
magnético da Terra causados por artefatos de ferro, fornos
para queima de argila e tijolos, alguns tipos de estruturas
de pedra, e até mesmo valas e sambaquis em pesquisa
geofísica. Usando instrumentos magnéticos adaptados a partir
de dispositivos de uso aéreo desenvolvidos durante a Segunda
Guerra Mundial para detectar submarinos, as variações
magnéticas através do fundo do oceano foram mapeadas. O
basalto - rocha vulcânica rica em ferro que compõe o fundo
do oceano - contém um forte mineral magnético (magnetita) e
pode distorcer a leitura de uma bússola. A distorção foi
percebida por marinheiros islandeses no início do século
XVIII. Como a presença da magnetita dá ao basalto
propriedades magnéticas mensuráveis, estas variações
magnéticas forneceram novos meios para o estudo do fundo do
oceano. Quando novas rochas formadas resfriam, tais
materiais magnéticos gravam o campo magnético da Terra no
tempo.
Em Outubro de 2003, a magnetosfera da Terra foi atingida por
uma chama solar que causou uma breve, mas intensa tempestade
geomagnética, provocando a ocorrência de auroras boreais.
Reversões do campo magnético
O campo magnético da Terra é revertido em intervalos que
variam entre dezenas de milhares de anos a alguns milhões de
anos, com um intervalo médio de aproximadamente 250.000
anos. Acredita-se que a última ocorreu 780.000 anos atrás,
referida como a reversão Brunhes-Matuyama.
O mecanismo responsável pelas reversões magnéticas não é bem
compreendido. Alguns cientistas produziram modelos para o
centro da Terra, onde o campo magnético é apenas
quase-estável e os pólos podem migrar espontaneamente de uma
orientação para outra durante o curso de algumas centenas a
alguns milhares de anos. Outros cientistas propuseram que
primeiro o geodínamo pára, espontaneamente ou através da
ação de algum agente externo, como o impacto de um cometa, e
então reinicia com o pólo norte apontando para o norte ou
para o sul. Quando o norte reaparece na direção oposta,
interpretamos isso como uma reversão, enquanto parar e
retornar na mesma direção é chamado excursão geomagnética.
A intensidade do campo geomagnético foi medida pela primeira
vez por Carl Friedrich Gauss em 1835 e foi medida
repetidamente desde então, sendo observado um decaimento
exponencial com uma meia-vida de 1400 anos, o que
corresponde a um decaimento de 10 a 15% durante os últimos
150 anos.
Ver também
Características e fenómenos do campo
Ionosfera : Parte da atmosfera que é ionizada pela radiação
solar.
Variação solar : Flutuações na quantidade de energia emitida
pelo Sol. Pequenas variações foram medidas por satélites
durante as décadas recentes.
Anomalia Magnética Sul-Atlântica : A região onde o cinturão
de radiação van Allen no interior da Terra mais se aproxima
à superfície do planeta.
Corrente de Birkeland : Correntes elétricas que contribuem
para a formação da aurora polar.
Disciplinas
Geofísica : Estudo da Terra por métodos físicos
quantitativos, especialmente por métodos de reflexão e
refração sísmicas, de gravidade, magnéticos, eléctricos,
electromagnéticos e de radioatividade.
Magnetoidrodinâmica : Disciplina acadêmica que estuda a
dinâmica de fluidos eletrocondutores.
Teorias
Teoria do dínamo : Mecanismo pelo qual um corpo celestial
como a Terra gera um campo magnético.
Pessoas
Edward Sabine : Pesquisou extensivamente o campo magnético
terrestre.
Kristian Birkeland : Pesquisou as correntes elétricas em
regiões polares.
Referências
Discovering the Essential Universe by Neil F. Comins (2001)
(em inglês)
Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation by Martin
Walt (1994) (em inglês)
Ligações externas
O Wikimedia Commons possui multimedia sobre Campo magnético
terrestreUSGS Geomagnetism Program. Real time monitoring of
the Earth's magnetic field. U.S. Department of the Interior,
U.S. Geological Survey, February 17, 2005. (em inglês)
Geomagnetism. National Geophysical Data Center, NOAA. Apr-2005.
(em inglês)
BGS Geomagnetism. Information on monitoring and modelling
the geomagnetic field. British Geological Survey, August
2005. (em inglês)
William J. Broad, "(em inglês) ex=1247457600&en=e8f37e14d213ba16&ei=5090&partner=rssuserland
Will Compasses Point South?". New York Times, July 13, 2004.
(em inglês)
John Roach, "Why Does Earth's Magnetic Field Flip?".
National Geographic, September 27, 2004. (em inglês)
"Magnetic Storm". PBS NOVA, 2003. (ed. sobre reversões
polares) (em inglês)
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