Descrição de chapéu New York Times

Polo magnético da Terra faz viagem misteriosa em direção à Sibéria

Cientistas aceleraram a atualização de um modelo matemático do campo e tentam entender por que ele está se deslocando pelo Ártico

Shannon Hall
Nova York

O Polo Norte magnético é incansável. 

Distinto do Polo Norte geográfico, o ponto em que todas as linhas de longitude se encontram, no topo do planeta, o polo magnético é o ponto que a bússola reconhece como norte. No momento, ele está quatro graus ao sul do Polo Norte geográfico, que fica no Oceano Ártico, a 90 graus norte.

Mas nem sempre foi assim.

Na metade do século 19, o Polo Norte magnético ficava muito mais ao sul, na área do Canadá. Pelos últimos 150 anos, porém, o Polo Norte vem se deslocando do Canadá para a Sibéria.

Essa mudança de endereço não pode ser ignorada, já que as bússolas magnéticas ainda servem de base para a navegação moderna, dos sistemas usados em aviões civis e militares aos que orientam o iPhone.

Em 1965, cientistas lançaram uma representação matemática e baseada em dados do campo magnético da Terra, a fim de acompanhar melhor a mudança constante de endereço do polo. O World Magnetic Model é atualizado a cada cinco anos —a última atualização aconteceu em 2015 — porque o campo magnético muda constantemente.

Aurora boreal sobre o Canadá, vista da Estação Espacial Internacional; imagem é causada pela partículas carregadas do Sol que interagem com o campo magnético da Terra
Aurora boreal sobre o Canadá, vista da Estação Espacial Internacional; imagem é causada pela partículas carregadas do Sol que interagem com o campo magnético da Terra - JSC/NASA

No começo de 2018, ficou claro que a edição de 2015 não estava funcionando, porque o avanço do polo na direção da Sibéria ganhou velocidade — o que torna o sistema, e com ele alguns sistemas de navegação, incorretos.

Por isso, os cientistas pela primeira vez atualizaram o modelo antes do prazo; o novo modelo foi divulgado na tarde da segunda-feira (4). Como o trabalho foi concluído em meio à paralisação parcial do governo americano (que atrasou seu lançamento), os pesquisadores ainda estão tentando compreender os mistérios do interior do núcleo da Terra que devem estar causando o comportamento surpreendente do polo magnético.

A dança estonteante do Polo Norte magnético foi descoberta quase 400 anos atrás, quando o matemático inglês Henry Gellibrand percebeu que, nos 50 anos precedentes, o polo magnético havia se aproximado em centenas de quilômetros da posição do polo geográfico.

"Foi uma percepção importante, monumental, de que o campo não era estático e sim dinâmico", disse Andrew Jackson, geofísico da universidade ETH Zurich.

No entanto, não demorou muito para que o polo magnético mudasse de novo de direção e começasse a se afastar do polo geográfico— o que demonstra que o campo é não só dinâmico como imprevisível.

"O problema que ainda enfrentamos hoje é o de que não temos um bom esquema para prever como o campo mudará", disse Jackson.

Por isso, os cientistas começaram a rastrear o campo magnético em sua constante mutação. Os primeiros mapas magnéticos, desenhados por navegadores em viagens de exploração, revelaram que, pelos dois séculos seguintes, o norte magnético saltitou entre muitas ilhas e canais no arquipélago ártico.

Então, por volta de 1860, ele fez uma curva abrupta e disparou na direção da Sibéria. De lá para cá, o Polo Norte magnético percorreu quase 2,4 mil quilômetros e mais recentemente estava posicionado no meio do Oceano Ártico, ainda a caminho da Rússia.

Os cientistas atribuem esse amor pelo movimento ao ferro líquido que se desloca no núcleo externo do planeta. O ferro flutua — ganha temperatura, perde temperatura e afunda. E esse movimento carrega o campo magnético da Terra com ele, produzindo as mudanças descritas.

Para mapear as mudanças de maneira mais precisa, os cientistas lançaram o precursor do World Magnetic Model quase 55 anos atrás, inicialmente como uma colaboração entre os Estados Unidos e o Reino Unido.

O mapa que conhecemos hoje existe em sua forma atual desde 1990, e é criado por uma agência que responde à Administração Nacional da Atmosfera e Oceano (NOAA, na sigla em inglês) dos Estados Unidos e ao British Geological Survey (BGS), o serviço de levantamento geológico britânico. O mapa é produzido a pedido de agências militares americanas e britânicas e usado por muitas outras forças armadas do planeta.

Além do sistema GPS de posicionamento via satélite, os sistemas de navegação usados por satélites, aviões, navios, submarinos e outros veículos dependem de bússolas magnéticas para garantir que eles estejam indo na direção pretendida. O sinal mais visível do sistema talvez sejam os grandes números brancos pintados no final de cada pista de aeroporto, refletindo sua orientação magnética.

Mas à medida que o campo magnético do planeta muda, a orientação muda e as pistas passam por uma alteração de identificação. Dentro de alguns meses, por exemplo, as pistas do Aeroporto Nacional Dwight Eisenhower, em Wichita, Kansas, receberão novas designações para refletir a mudança na orientação magnética. O processo - que envolve repintar os números de identificação das pistas e substituir placas - custará centenas de milhares de dólares, provavelmente.

E tudo isso depende do World Magnetic Model. Mantê-lo atualizado não é fácil. Ao contrário do quilograma ou do segundo, o campo magnético não pode ser definido uma vez e então usado por décadas.

"O campo magnético muda constantemente", disse Susan McLean, diretora aposentada da divisão de ciências geofísicas da NOAA, que ajudou a montar o modelo magnético no passado. "Ele muda com o tempo. Muda com a localização. E muda na maneira pela qual muda". Rastrear o campo magnético do planeta, ela diz, é parecido com prever o tempo.

E como no caso das previsões do tempo, é completamente impossível antecipar com certeza para onde o polo se moverá. Mas os cientistas podem chegar perto de uma previsão acurada, com base em muitos dados recolhidos por satélites e observatórios terrestres. Os dados permitem que eles deduzam como o campo magnético mudou nos últimos anos, e que extrapolem mudanças futuras com base em um modelo que - com sorte- talvez se mantenha estável pelos próximos cinco anos.

A peregrinação do polo

Depois que os cientistas divulgaram o World Magnetic Model de 2015, passaram a conferi-lo periodicamente com base em medições realizadas por estações de campo, para garantir que as variações no campo magnético da Terra estivessem sendo previstas com precisão. Na verificação realizada no começo de 2018, eles descobriram que modelo e realidade estavam desalinhados.

"Percebemos que o erro no Ártico estava crescendo mais rápido que se poderia esperar", disse Arnaud Chulliat, geofísico da Universidade do Colorado em Boulder e da NOAA.

Ainda que o Polo Norte magnético esteja se deslocando há muito tempo do Canadá para a Sibéria, o ritmo desse movimento muda drasticamente. Por boa parte do século 20, o deslocamento era da ordem de 10 quilômetros por ano. Na década de 1980, ele ganhou impulso e, em 2000, a mudança de posição era de 56 quilômetros anuais, no caminho entre o Canadá e a Sibéria.

Então, em 2015, o deslocamento do polo se reduziu a apenas 50 quilômetros por ano. Quando o World Magnetic Model daquele ano foi divulgado, a projeção dos cientistas era que a velocidade do deslocamento continuaria a cair - mas não foi isso que aconteceu.

Logo depois do lançamento do modelo, o Polo Norte magnético voltou a ganhar ímpeto e agora está se deslocando em cerca de 56 quilômetros anuais. No final de 2017, ele cruzou a linha internacional da data e ingressou no hemisfério leste.

"Não é o fato de que o polo esteja se movendo que é um problema, mas o fato de que esteja se acelerando nesse ritmo", disse William Brown, geofísico do BGS. "Quanto maior a aceleração ou desaceleração, mais difícil prever onde a coisa estará".

E isso significa que o modelo atual é incorreto - ao menos no Ártico.

Embora a maioria de nós talvez não passe muito tempo - ou tempo algum - no topo do planeta, alguns voos de linhas aéreas internacionais passam perto do Polo Norte geográfico. E precisam do modelo magnético para garantir a segurança em voos longos.

Se você usasse o modelo atual para viajar ao Polo Norte magnético, chegaria a uma posição 40 quilômetros distante do polo efetivo.

Por isso, os cientistas tentaram consertar o modelo carregando-o com diversos anos de dados recentes. Juntos, o BGS e a NOAA divulgaram uma nova versão. Mas os esforços para concluir a revisão nos sistemas online publicamente disponíveis mantidos pela NOAA foram retardados pela paralisação parcial do governo dos Estados Unidos. Os pesquisadores conseguiram concluir a atualização na segunda-feira.

Os mapas públicos terão muitos usos, de recalcular as designações das pistas de aeroportos a garantir que os sistemas do Departamento de Defesa americano estejam instalados corretamente. Engenheiros incorporam o modelo aos sistemas de navegação dos smartphones e dos automóveis, disse Brown.

Mas para a maioria das pessoas que vivem em latitudes baixas e médias, o modelo atual é seguro.

"Ao sul dos 65 graus norte, e fora do Canadá, o usuário médio verá pouca diferença em sua vida diária", disse Ciaran Bergan, geofísico do BGS.

Apocalipse geomagnético? Provavelmente não

Com as atualizações agora concluídas, os cientistas estão ansiosos para compreender as causas da corrida do polo rumo à Sibéria. "Fica claro que há algo de estranho acontecendo", disse Phil Livermore, geofísico da Universidade de Leeds, na Inglaterra.

Em múltiplas ocasiões, durante a longa história da Terra, o campo magnético se enfraqueceu dramaticamente. O Polo Norte magnético deslizou pra a porção sul do planeta enquanto o Polo Sul magnético subia. O processo demorava alguns milhares de anos e, quando a força do campo magnético voltava ao normal, ele havia se invertido.

A jornada recente do polo, bem como outras mudanças —como um enfraquecimento do campo magnético da Terra — levou alguns cientistas a imaginar se uma reversão como essa pode estar a caminho.

"O que temos satisfaz alguns aspectos da reversão magnética", disse Courtney Sprain, geofísica da Universidade de Liverpool, na Inglaterra. Mas, ela acrescenta, "definitivamente não podemos dizer ao certo".

A maioria dos cientistas, incluindo Sprain, duvida de uma reversão geomagnética iminente. Para começar, embora o Polo Norte magnético pareça estar em movimento, isso representa um fenômeno regional e não global.

Livermore, por exemplo, acredita que existam duas grandes estruturas magnéticas no núcleo externo do planeta, uma sob o Canadá e uma sob a Sibéria. Ao mesmo tempo, o Polo Sul magnético parece estar relativamente imóvel.

Segundo, embora o campo magnético da Terra esteja enfraquecendo, muitos especialistas argumentam que ele continua mas forte que a média geológica de longo prazo.

Peter Olson, geofísico da Universidade Johns Hopkins, acredita que as mudanças atuais reflitam uma flutuação transiente e não uma reversão.

"É a analogia entre uma correção no mercado de ações e uma depressão mundial", ele disse. "Como sabemos que o mercado de ações não está a caminho de uma depressão mundial, de um crash? Bem, poderia estar. Mas o mais provável é que seja um correção e que ele vá se recuperar".

Mesmo que o campo magnético estivesse à beira de se inverter, os cientistas argumentam que isso não representa um cenário apocalíptico. Ainda que o campo ofereça proteção essencial contra a poderosa radiação do sol, o registro fóssil não revela extinções em massa em reversões passadas.

E quaisquer que sejam os riscos para as redes de energia e comunicações, a humanidade teria muito tempo para se preparar.

"De todos os problemas que temos, esse não está entre os 10 maiores", disse Olson.

Tradução de Paulo Migliacci

The New York Times

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