terça-feira, 13 de agosto de 2013

Video sobre Campo Magnético Terrestre

Galera do Terceirão, segue um vídeo do professor Molina sobre o Campo Geomagnético. Como disse anteriormente, ele tem probleminha, mas os vídeos são muito didáticos... Bom Estudo ai

Vídeo - Padrão Zebrado do Assoalho Oceânico

Galera do 3°A, para os que se interessaram pelo assunto da aula de hoje (13.08.2013), seria interessante ver esse vídeo do professor Molina da USP.

Vocês vão reparar nos primeiros minutos que o Molina tem problema de cabeça, mas o vídeo é muito bom.

Bom estudo!


terça-feira, 6 de agosto de 2013

Geomagnetismo


Professor Thiago M.Vaz

Como funciona uma bússola? Como fazer uma bússola em casa? O que é vento solar?Como se formam as auroras polares? Como é gerado o campo magnético da Terra?

1. A Terra como um Imã

Devido ao uso da Bússola, estamos familiarizados com o geomagnetismo. A bússola consiste numa agulha imantada, livre para girar no plano horizontal, alinhando-se sempre ao campo magnético local. Há séculos o geomagnetismo é conhecido e existem relatos de que a bússola já era utilizada por volta de 1100 d.C pelos chineses, a quem é atribuída sua descoberta. Entretando, existem relatos muito antigos de escritore árabes de bússolas feitas com agulha imantada fincada em junco ou madeira e boiando sobre a água.
Figura 1-Bússola rudimentar

 Figura 2- Bussola Moderna
As primeiras investigações sobre magnetismo foram feitas por Petrus Peregrinus de Maricourt em 1269. Este esculpiu uma esfera de magnetita (mineral magnético de óxido de ferro) da qual aproximava pequenos imãs e anotava sobre a superfície da esfera as direções por eles indicadas, obtendo assim as linhas que cincundavam a esfera e interceptavam-se em dois pontos, da mesma maneira que as linhas longitudinais do globo intercepetam-se nos polos. Por analogia ele denominou esses pontos de polos do imã.

Na Inglaterra, Willian Gilbert reuniu todo o conhecimento de até então, refez e ampliou os experimentos, publicando em 1600 o tratado De Magnete. Considerando o comportamento magnético da magnetita esférica, ele passou a considerar a Terra como um grande imã. Contudo, foi apenas em 1838 que a distribuição do campo magnético pode ser melhor conhecida com as medidas de Gauss. Matematicamente, ele demonstrou que 95% do campo magnético da Terra provem do seu interior e apenas 5% é proveniente de outras fontes.

Figura 3- Campo Magnético Terrestre

Observação: Há um erro na figura 3. Onde está escrito Pólo Norte Magnético deve-se ler Pólo Sul Magnético e vice-versa!


Contudo, Gilbert se equivocou ao considerar que o campo da Terra era semelhante ao de uma esfera homogeneamente magnetizada, visto que o campo geomagnético se comporta como se houvesse um imã em formato de barra no interior da Terra, ou seja, um dipolo magnético. O eixo do dipolo magnético da Terra, faz um ângulo de 11,5° em relação ao eixo de rotação da Terraconforme está ilustrado na figura 3. Este fato com que a agulha das bússulas não aponte exatamente para o norte, mas faz um ângulo com a direção norte-sul. Esse desvio da agulha é chamado de Declinação Magnética. A declinação magnética depende do local que o observador se encontra.


Figura 4- Mapa de Declinação Magnética 1980.


Como a Figura 4 indica, o campo magnético terrestre não é um dipolo. Cerca de 5% do campo é irregular. A conjugação desses dois campos provoca desvios nas linhas de declinação magnética e de força magnética, pois o campo não-dipolar é diferente para cada região da Terra, resultando numa distribuição de intensidades diferente da esperada numa distribuição dipolar.

A intensidade do campo magnético terrestre é da ordem de 5,0 . 10⁻⁵ T (tesla). Esse valor é muito pequeno, e equivale a centenas de vezes menor que o campo nas proximidade de um imã de brinquedo.

Figura 5 – Mapa de intensidade total do Campo Geomagnético em milhares de nT.


A agulha de uma bússula não fica na horizontal, exceto no equador magnético, mas se alinha com o campo magnético, formando um ângulo com a horizontal. Esse fenômeno é conhecido como inclinação magnética. Nos pólos magnéticos a inclinação magnética chega a 90°.

Os pólos magnéticos migram com aproximadamente 0,2° por ano ao redor do polo geográfico como indica a Figura 3. Devido essa migração, o valor da inclinação magnética deve ser corrigido a cada 5 anos para um dado local do globo.

Figura 6- Deslocamento do pólo magnético nos ultimos 70.000 anos

Não só a inclinação magnética, mas a declinação e intensidade do campo magnético terrestre variam muito lentamente. Essa variação é denominada variação secular e deve-se a processos no núcleo da Terra.


2. A Magnetosfera

Apesar de fraco, o campo geomagnético ocupa um volume muito grande, podendo ser percebido a uma distância de 10 raios terrestres e tem formato de uma “gota com uma calda enorme”. A essa região, denominamos magnetosfera.

Figura 7 – Interação do Vento Solar com a Magnetosfera Terrestre

O vento solar é um gás ionizado, constituido principalmente por núcleos de hidrogênio e elétrons que é emitido pelo Sol em um fluxo que varia de 300 km/s a 500 km/s. Na face 'dia' da Terra, o vento solar comprimi o campo geomagnético, enquanto que no lado 'noite', estende-se a calda geomagnética com uma extensão de 2000 raios terrestres, chegando a ser percebida na lua.

O campo geomagnético protege a Biosfera das partículas altamente energéticas do vento solar. Contudo, as regiões polares, onde o campo magnético é perpendicular ao solo, as partículas atingem a ionosfera, formando assim as auroras polares. As figuras 8 e 9 evidenciam a perpendicularidade do campo magnético em relação ao solo nas regiões polares.
Figura 8 – Fotografia de aurora boreral tirada do espaço.

Figura 9- Aurora Polar vista do Solo.


A ionosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre. Ela é formada por íons, sendo portanto uma camada elétricamente condutora, muito importante para as transmissões de rádio e telecomunicações. Quando a inosfera é invadida por grandes quantidades de radiação solar, sua condutividade elétrica fica alterada, podendo causar interrupções na comunicação de rádio.


3. O Mecanismo de Dínamo na Geração do Campo Geomagnético

A análise de ondas sísmicas revela que parte do núcleo da Terra é líquido. O movimento desse fluido metálica gera correntes elétricas que por sua vez induzem o campo magnético. No entanto, não se sabe ao certo como é o movimento desse fluido metálica, que energia o coloca em movimento, e como o campo magnético é gerado. Essa incerteza é devida ao fato de que o núcleo não pode ser analisado diretamente e suas condições de temperatura e pressão são difíceis de serem reproduzidas em laboratório. Mas a combinação de modelos teóricos e medições já permitiram estabelecer alguns fatos.

O núcleo da Terra tem um volume que corresponde a 1/6 do volume do planeta e 1/3 da massa do mesmo. Ele é composto basicamente de ferro e níquel, com uma viscosidade aproximadamente igual a da água, só que de 9 a 12 vezes mais denso.

Apartir dessas informações, uma teoria viável e considerar o núcleo da Terra como um dínamo auto-sustentável. Esse modelo foi proposto por Bullard e Elsasser por volta de 1950. A combinação da força de coriolis e a convecção da parte líquida do núcleo colocariam em movimento o fluido metálico.


Bibliografia

Decifrando A Terra
Wilson Teixeira, M.Cristina Motta de Toledo, Thomas Rich Fairchild, Fábio Talioli
Editora Oficina de Textos, 2000.

Imagens

Decifrando A Terra
Wilson Teixeira, M.Cristina Motta de Toledo, Thomas Rich Fairchild, Fábio Talioli
Editora Oficina de Textos, 2000.

Astronomy Picture of the Day (website)

quinta-feira, 28 de fevereiro de 2013

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