Uma das particularidades da Terra é possuir um poderoso campo magnético que, como um escudo invisível, desvia grande parte das partículas solares e cósmicas nocivas, protegendo assim a atmosfera e a superfície do planeta. Ao longo do tempo, esta concha magnética contribuiu para a criação de condições estáveis favoráveis ao desenvolvimento da vida complexa na Terra.
Esse campo magnético é gerado no centro do planeta, por movimentos de convecção que animam o núcleo externo líquidocomposto principalmente por ferro e de níquel. Como no dínamo de uma bicicleta, o movimento de massas o metal gerará fluxos de cargas elétricas que, por sua vez, criarão um campo magnético. Falamos, portanto, de um “geodinamo”. A força motriz por detrás deste fenómeno reside ainda mais no centro do planeta. Sabemos hoje que é a cristalização do núcleo interno que, através de o lançamento de aquecercausa esses movimentos de convecção na camada externa líquida.
Representação do geodínamo que está contido no núcleo externo da Terra (núcleo externo): os movimentos de convecção (em amarelo) são induzidos pela cristalização da semente (núcleo interno) e geram um campo magnético (linhas pretas). © Andrew Z. Colvin, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Um campo magnético há 4 mil milhões de anos, mas nenhum núcleo sólido!
Em termos gerais, o processo na origem do campo magnético da Terra está agora bem limitado. Mas uma questão ainda atormenta os cientistas. Resulta de uma observação: algumas das rochas mais antigas encontradas na superfície da Terra testemunham a existência de um forte campo magnético, muito cedo na história da Terra. Já estaria presente há cerca de 4 bilhões de anos.
No entanto, os modelos geofísicos que descrevem a evolução térmica da Terra são formais: o núcleo interno sólido (a semente) só apareceu muito mais tarde, entre 1 e 1,5 mil milhões de anos… Isto gera uma forma de paradoxo: embora o elemento essencial para gerar o campo magnético (a semente) ainda não exista, no entanto já observamos um campo magnético significativo. Um paradoxo que só pode ser explicado por uma única afirmação: o processo na origem do campo magnético atual não é o mesmo que na origem do campo magnético primitivo.
Se todos parecem concordar com este princípio, os debates são acesos em torno da seguinte questão: qual é o mecanismo que poderia ter produzido este campo magnético primitivo antes do início da cristalização da semente? E é preciso dizer que esta é uma verdadeira cola para os pesquisadores!
Um núcleo completamente líquido incapaz de gerar um campo magnético?
Poderíamos supor que mesmo sem sementes sólido difundindo o calor, o núcleo inteiramente líquido da Terra teria sido animado por correntes de convecção devido ao seu resfriamento, permitindo a geração de um campo magnético, embora talvez mais fraco e instável. Mas as coisas não são tão simples…
Não devemos esquecer que o núcleo da Terra está rodeado por um gigantesco invólucro denominado manto. No entanto, os modelos de evolução térmica revelam que há mais de 3 mil milhões de anos, o manto desta Terra ainda não era completamente sólido como é hoje. Uma camada líquida com várias centenas de quilómetros de espessura, resíduo do oceano magma primordial, teria de facto existido durante pelo menos 2 mil milhões de anos após a formação do planeta.
Recorde-se que, após a fase deacreçãoa Terra estava coberta por um imenso oceano de magma. Se as partes superior e média solidificaram rapidamente, dando origem ao manto e ao crosta terrestreas profundezas, melhor isoladas, demoraram muito mais para cristalizar. Mas esta cristalização lenta e progressiva do manto inferior teria libertado uma quantidade significativa de calor, evitando que o núcleo inteiramente líquido arrefecesse por convecção… e, portanto, gerasse um campo magnético.
A solidificação de um oceano de magma terrestre primitivo leva gradualmente à formação de um oceano de magma basal abrangendo o núcleo primitivo inteiramente líquido. © Nicolas Sarte
Convecção suficiente no oceano de magma basal?
Se a hipótese de um campo magnético primitivo produzido pelo núcleo líquido parece, portanto, ser posta de lado, que alternativa resta?
Para alguns pesquisadores, a solução pode estar neste oceano de magma basal em processo de cristalização. Estudos anteriores mostraram que sua condutividade elétrico teria sido suficiente (embora não seja composto principalmente de metais) para gerar um campo magnético. Uma hipótese que, no entanto, precisava de ser testada relativamente a outros parâmetros, nomeadamente a evolução térmica e a rápida rotação do planeta naquela altura.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Grenoble Alpes, ENS Lyon e da Universidade da Califórnia realizaram simulações digitais 3D em alta resolução usando supercomputadores. Eles foram capazes de observar as condições necessárias para obter um forte campo dipolo de um oceano de magma basal.
E seus resultados, publicados na revista Pnasrevelam que infelizmente esta hipótese não é provável. A condutividade deste nível de manto fundido parece, na verdade, muito baixa para ser capaz de suportar um forte campo magnético. Tal campo magnético exigiria valores de condutividade elétrica do magma muito mais elevados, ou um fluxo de calor muito maior do que o estimado com base em nosso conhecimento atual.
Se o oceano de magma basal pudesse ter participado na geração de um campo magnético primitivo, não parece ser a única causa. Estes resultados negativos são importantes porque nos mostram que a solução é talvez mais multicausal do que pensávamos. Em última análise, ainda estamos longe de ter desvendado todos os mistérios dos processos terrestres!