Variações Rápidas

 Variação diurna normal

As variações diárias são de grande importância para levantamentos geofísicos de exploração. Estas variações foram descobertas pela primeira vez em 1722, na Inglaterra, quando também observou-se que essas variações diárias eram maiores no verão do que no inverno. Existem componentes de alta frequência na variação diurna, mas a tendência dominante é a de uma componente lenta, com período de 24 horas. Acredita-se serem causadas por correntes elétricas, induzidas na Terra, pela camada superior da ionosfera (Keary et al, 2002).

 Tempestades geomagnéticas

Chama-se de tempestades magnéticas, a oscilações em intensidade do campo (com limites próximos a 1000 nT), imprevisíveis, inconstantes, porém monitoráveis (Fig. 10). A frequência destas tempestades está ligada ao número de manchas solares e, consequentemente, aos ventos solares, por isso muitas delas podem ser previstas com certa antecedência. Sua duração vai de segundos a dias. Levantamentos magnéticos de exploração não devem ser realizados durante tempestades magnéticas, devido a dificuldades na aferição (Boyde, 2012; NOAA-Space Weather, 2013).

Fig. 10. Acompanhamento “on line” de tempestades geomagnéticas pela NOAA - Space Weather. As variações na intensidade e na direção do campo, podem ser visualizadas a cada 15 minutos por satélites em órbita. Fonte: NOAA-Space Weather (2013).

22 1.6.2 Variações Lentas

 Variações Seculares

As variações seculares trazem alterações de longo período (no mínimo anuais) tanto na direção quanto na intensidade do campo principal. A variação secular é claramente vista em dados geomagnéticos registrados por observatórios, quando plotados para vários anos (geralmente por médias anuais ou mensais) contra o tempo (Jackson et al., 2000).

 Deriva do Campo para Oeste

As propriedades dipolares do campo terrestre foram determinadas pela primeira vez com precisão científica moderna por Gauss, usando o método matemático de análise por harmônicos esféricos, em 1839. Isto permitiu deduzir as características das variações globais do campo ao longo dos últimos 160 anos (Sabaka et al., 2010). A análise da declinação magnética referente aos últimos séculos mostra um desvio do campo no sentido oeste do planeta, como pode ser observado na Figura 11.

Fig. 11. Deriva global do campo geomagnético para oeste. Observa-se que a declinação de referência (zero) move-se para o oeste entre os períodos 1600 (A), 1800 (B) e 1990 (C), fruto da análise de registros históricos. Fonte: Jackson et al. (2000).

A

B

23

 Excursão dos Polos Magnéticos em torno dos Polos Geográficos

Observações da direção das linhas de campo mostram variações significativas entre a posição do norte magnético e do norte geográfico (Fig. 12). Barraclough (2000) realizou uma análise acerca desta variação, utilizando dados a partir de 1600, sendo estimado em 0,08o por ano para Oeste, e de 0,01o ao ano em latitude; porém os polos magnéticos e geográficos nunca ultrapassam 30 graus entre si. Milhares de anos se passam para completar um ciclo parcialmente repetitivo. Nos últimos 30 anos, o afastamento entre os polos praticamente dobrou.

Fig. 12. Variação da posição do polo magnético Norte em torno do polo geográfico Norte, entre o período de 69 mil e 45,5 mil anos atrás, registrado em rochas. Fonte: Teixeira et al. (2009).

 Inversões do Campo Magnético

Observações históricas mostram um decaimento de cerca de 10% na intensidade do campo global, em 150 anos. Estas observações mostram uma possível inversão do campo global, como já ocorreu em outros momentos da história geológica da Terra (Fig. 13).

Estudos do Paleomagnetismo mostram que, em média, as inversões ocorrem a cada 220 mil anos, aproximadamente. A última inversão ocorreu a 760 mil anos, o que leva a crer, que uma inversão dos polos magnéticos terrestres está próxima de iniciar-se.

Fig. 13. Inversões do campo magnético principal terrestre ao longo das diversas eras geológicas. As faixas escuras representam polaridade igual a atual, enquanto faixas claras representam polaridade invertida. A escala da direita mostra as variações nos últimos 80 milhões de anos, enquanto a da esquerda mostra a variabilidade nos últimos 4,5 milhões. Fonte: Teixeira et al. ( 2009).

24 1.7 As componentes do campo magnético terrestre (CMT)

O CMT é uma grandeza matemática vetorial, sendo descrita por cinco componentes cartesianas e duas angulares (Keary et al., 2002). Estas componentes podem ser distribuídas em dois grupos: os elementos lineares (X, Y, Z, H e F) e os elementos angulares (D e I), todos representados na Figura 14.

Fig. 14. Representação dos elementos matemáticos do campo magnético terrestre. Os elementos lineares: componente Norte-Sul (X), Leste-Oeste (Y), Vertical (Z), Horizontal (H) e Campo Total (F). Elementos angulares: Inclinação magnética (I) e declinação magnética (D). Fonte: Miranda (2004).

 Elementos Lineares (usualmente expressos em nanoTesla) :

 Componente Magnética Norte (X): mede a intensidade do campo na direção Norte- Sul, sendo positiva no sentido do norte geográfico, e negativa no sentido sul.

 Componente Magnética Leste (Y): mede a intensidade do campo na direção Leste- Oeste, sendo positiva no sentido do leste geográfico, e negativa no sentido oeste.

 Componente Magnética Vertical (Z): mede a intensidade do campo na direção vertical e perpendicular ao plano da superfície, sendo positiva no sentido local para baixo, e negativa no sentido local para cima.

 Componente Magnética Horizontal (H): mede a intensidade do campo na horizontal e paralela ao plano da superfície. Passa sobre o meridiano magnético local e localiza o norte magnético. É positiva no sentido do norte geográfico, e negativa no sentido sul.

 Intensidade de Campo Total (F): mede a intensidade vetorial total do campo em um determinado ponto da superfície.

25  Elementos Angulares (usualmente expressos em graus) :

 Declinação Magnética (D): é o ângulo entre a direção do Norte geográfico (dado pela componente X) e a direção da componente horizontal do campo magnético terrestre ( dada pela componente H). É positiva quando medida do Norte para o Leste geográfico, e negativa quando do Norte para Oeste.

 Inclinação Magnética (I): é o ângulo entre a componente magnética horizontal (H) e o vetor intensidade total do campo magnético (F). É positiva quando medida do plano horizontal local para baixo, e negativa para cima.