Magnetismo Terrestre


Jonas Paulo Negreiros
Candidato ao Nobel



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Posted: Fri Nov 06, 2009 5:57 pm Post subject: Magnetismo Terrestre

Magnetismo Terrestre

Pouco conclusivas, li até hoje, várias explicações sobre o magnetismo terrestre.

Inicialmente, ao descobrirem as camadas principais da Terra -SiAl-SiMg-e-NiFe cogitou-se que o núcleo terrestre seria responsável pelo magnetismo. A Terra seria um grande ímã.

Mas existe uma tal temperatura Curie, na qual materiais ferromagnéticos perdem suas propriedades, pois suas moléculas desorganizam-se e a orientação magnética desaparece sob alta temperatura.

A teoria moderna aceita é que a terra seria um grande eletroímã, que, pela diferença de rotação (defasagem) entre as camadas geológicas, funcionariam como um dínamo. Mas as camadas geológicas mais baixas são mais quentes!

Esquecemos da Ionosfera.

A ionosfera é muito bem conhecida pelos operadores de rádio. Essas camadas, eletrizadas por ação solar serve, entre outras coisas, para o serviço de radiocomunicação em ondas curtas, quando grandes distâncias são vencidas pela reflexão das ondas de rádio nessas camadas ionizadas.

Essas altas camadas atmosféricas ionizadas mudam de altitude em função da atividade solar. Desta maneira, há sempre uma frequência de rádio adequada para a audição de rádio diurna, matutina e vespertina e norturna.

Pois é. A ionosfera, embora sofra distorções pelo vento solar, e mude constantemente de altitude, cobre toda a Terra e acompanha o movimento de rotação desse planteta.

O que acontece quando um íon entra em movimento?

Voilà! Gera um campo magnético!

Se somarmos os campos magnéticos produzidos por todos os íons das camadas atmosféricas eletrizadas, teríamos ou não uma resultante conhecida como magnetismo terrestre?
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O que os homens realmente querem não são conhecimentos, mas certezas.
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pedro0306
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Posted: Sun Dec 13, 2009 9:47 pm Post subject:

Acho que não é possível, esse íons não estão orientados de forma adequada e o campo magnético seria variável , dependendo da ação do sol que atua fornecendo a energia para a ionização.
Além disso se a orientação fosse adequada e a luz do sol constante sobre toda a terra todo o dia, ocoreriam interações bem complexas, devido a oposição dos campos magnéticos gerados pelas cargas + e -.
Os campos magnéticos são constantes e ja foram feitas diversas medidas em todo o mundo, além disso ja existem até meios de localização pelo campo magnético.
Jonas Paulo Negreiros
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Posted: Mon Dec 14, 2009 8:04 pm Post subject:

pedro0306 wrote:
Acho que não é possível, esse íons não estão orientados de forma adequada e o campo magnético seria variável , dependendo da ação do sol que atua fornecendo a energia para a ionização.
Além disso se a orientação fosse adequada e a luz do sol constante sobre toda a terra todo o dia, ocoreriam interações bem complexas, devido a oposição dos campos magnéticos gerados pelas cargas + e -.
Os campos magnéticos são constantes e ja foram feitas diversas medidas em todo o mundo, além disso ja existem até meios de localização pelo campo magnético.


Oi Pedro.
Entendo os seus argumentos. Embora não tenha lido tanto à respeito, sei que o magnetismo terrestre ainda não está totalmente explicado.

Há quem diga que Marte perdeu sua atmosfera pela falta de campo magnético, devido ao resfriamento de seu "dinamo interior". Mas pode ser ao contrário: Marte não tem campo magnético por não ter atmosfera!

Se o vento solar fosse suficiente para dissipar as camadas gasosas, como ficaria Júpiter nessa história? O planeta gasoso estaria perdendo massa? Júpiter tem um forte campo magnético!

Mas, consideremos:

Tempestades magnéticas vem de cima e não debaixo da terra...

Do lado iluminado da Terra, por ação do vento solar, ocorre a ionização das altas camadas gasosas. Do lado escuro da Terra, ocorre a "recomposição das cargas", aproximadamente a 180 graus de diferença. Por si só, isso é uma assimetria de processos de eletrização.

Não acredito que possamos ter capacidade computacional para provar tal hipótese. Mas, não nos esqueçamos que a natureza é o computador mais poderoso que existe. Na resultante desses processos caóticos de ionização e neutralização das camadas altas, pelo "computador natureza", não escapa um átomo sequer.
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Jonas Paulo Negreiros
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Posted: Tue Dec 15, 2009 7:22 am Post subject: Pesquisas sobre anomalias magnéticas

As pesquisas sobre anomalias magnéticas são feitas com satélites e estações de rádio terrestres.

Pensei em outro meio de analisar as tempestades magnéticas:



Montar uma rede de observatórios automáticos em terra, alimentados por células solares.

Em cada globo há uma grande bobina circular girante, na qual é induzida uma corrente elétrica proporcional ao campo magnético terrestre.

Esse arranjo é interessante pois é capaz de detetar variações do campo magnético da terra, tanto no sentido como na intensidade.

Um projeto mais dispendioso poderia ter duas bobinas em cada estação, uma girando no plano vertical, outra no plano horizontal.

Todas as informações capturadas seriam enviadas via rádio à um super-computador, que processaria as leituras colhidas por toda a Terra.

Alguns cuidados devem ser tomados, como a localização dos observatórios, ficariam longe de grandes cidades e rota de aviões.
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Jonas Paulo Negreiros
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Posted: Sun Dec 27, 2009 1:08 pm Post subject: Teoria da Terra-Dínamo

Teoria da Terra-Dínamo

Encontrei na Rede o filmete, abaixo:





Em seguida, farei uma tradução e comentários passo-a-passo.

Quando apresentei a hipótese da ionosfera ser a principal causa do magnetismo terrestre, deixei a impressão de estar prestando um desserviço ao ensino da física. Mas hipoteses não são teorias.

Pincei um filmete na internet que apresenta a hipótese da "terra dínamo" (acima). Os fotogramas foram congelados (um deles modificado) e traduzidos no rodapé de cada figura (abaixo).

Fotograma Zero

Tradução:
O corpo sólido da Terra [vermelho, no centro] gira no sentido oeste para leste em relação à crosta terreste (marron).

Explicações
O disco maior é original do filme, o disco menor, adicionado à figura, é o corte equatorial da Terra, vista do polo norte.

Comentários
Notar que a crosta terrestre também gira no sentido oeste para leste, de modo que vemos o sol caminhar de leste para oeste.
O que se conclui é que o corpo sólido deve dar uma volta completa em menos de 24 horas, ou seja, gira mais rápido que a crosta.


Fotograma Um

Tradução:
O corpo líquido [laranja] deve então rodar de leste para oeste em relação ao corpo sólido.

Comentários
Podemos concluir que o corpo líquido laranja também gira mais rápido que a crosta terrestre, mas um pouco mais lento que o corpo sólido vermelho. Desta maneira, o líquido laranja também gira em sentido anti-horário em relação ao norte, como a crosta terrestre.

Fotograma Dois

Tradução:
Por seu turno, aplicando-se a Lei de Lenz, justifica-se a indução de uma corrente elétrica no sentido leste para oeste entre a parte interna [vermelha] e o corpo líquido [laranja].

Fotograma Três

Tradução:
Impossível...
Comentários
Através da regra da mão direita de Fleming, surgem as linhas de indução magnéticas [internas] e as linhas de força do campo magnético [externas].


Fotograma Quatro:

Tradução:
Atualmente o corpo sólido [vermelho] gira mais rápido que a crosta por que está esticado no sentido norte-sul.

Fotograma Cinco:

Tradução:
Mas em tempos cíclicos, o núcleo sólido muda de forma. Ele fica esticado no sentido leste-oeste.

Comentário: então o corpo sólido está mais para pastoso...

Fotograma Seis:

Tradução:
Quando esticado no sentido leste-oeste, a velocidade angular do corpo sólido fica menor que a da crosta. Há uma reversão de sentido entre o corpo sólido e o líquido e na corrente elétrica induzida.

Comentário:
Todo mundo já deve ter visto uma patinadora de gelo girando em torno de si mesma. Quando ela agacha-se e abre os braços, a freûência angular diminui.
Quando ela levanta-se e fecha os braços, a frequência angular aumenta. Quando o corpo sólido [vermelho] deforma-se, acontece algo parecido.

Fotograma Sete:

Tradução:
Impossível...
Comentários:
Nessa situação ocorrerá uma reversão no campo magnético, coforme será observado na próxima foto.

Fotograma Oito:

Tradução:
Como resultado, o campo magnético terrestre é invertido.

Fotograma Nove:

Idem.

Fotograma Dez

Para complicar a situação, eixo de rotação do corpo sólido está deslocado dez graus em relação ao eixo da Terra [que também é inclinado em relação ao plano de órbita solar].

Fotograma Onze

Esse bamboleio (precessão) do eixo do corpo sólido em relação ao corpo líquido [e à crosta também] provoca alterações na corrente elétrica e na inclinação do campo magnético.

Fotograma Doze

As observações demonstram que as oscilações do eixo de rotação do corpo sólido está desviando-se sobre a Sibéria e cujo efeito é opostamente igual aos observados sobre o polo magnético induzido no Ártico.

Fotograma Treze

Esse modelo prevê que dentro de poucas décadas, o polo norte magnético da terra irá mover-se sobre a Sibéria, enquanto o corpo sólido propagará rápidas ondas sonoras sobre o Ártico. Haverá uma reversão na situação atual.

Quem viver, verá...


Comentários Finais

Não há como negar a engenhosidade desse modelo. Mas, para a hipótese da Terra dínamo funcionar, é preciso admitir que:

-O centro da terra é solido, mas pode deformar-se;

- A camada intermediária é líquida;

- A camada externa (crosta) é solida.

Não são considerados:

- A temperatura aumenta quanto se aproxima ao centro da terra. Como admitir que o centro seja sólido?

- A temperatura Curie, que impossibilita a orientação de substâncias ferromagnéticas no núcleo da Terra;

- Possíveis efeitos termo-elétricos (efeito Sebeck) favoreceriam a composição da teoria;

-A tensão superficial da camada de água dos oceanos, que é um efeito elétrico;

-As altas camadas gasosas da Terra, que são ionizadas.

Crédito dos fotogramas:
http://youtube.com/watch?v=CiCBrXKIH_0
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pedro0306
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Posted: Wed Dec 30, 2009 12:10 am Post subject:

Quote:
- A temperatura aumenta quanto se aproxima ao centro da terra. Como admitir que o centro seja sólido?


E a pressão ? Com a pressão altíssima no centro da terra eu acho difícil que não seja sólido.Devido a essa pressão acredito que deve ter um dégradé liquido para solido.
Quote:
- A temperatura Curie, que impossibilita a orientação de substâncias ferromagnéticas no núcleo da Terra;


De fato, o campo magnético da terra realmente é bem fraco por causa disso, já pensou se o núcleo fosse totalmente orientado?Imagine a força?Teríamos caminhões se orientando com as linhas de indução, rsrs

Não esqueça da pressão, e que pode haver tbm tribo eletrização.
Além disso, o próprio movimento, junto ao atrito devem ajudar na orientação das "substâncias ferromagnéticas"
Quote:
-As altas camadas gasosas da Terra, que são ionizadas.


Elas existem por causa da ionização de compostos pela ação do sol e de fato se orientam com o campo magnético terrestre.Se não tivéssemos campo magnético perderíamos a ionosfera e estaríamos sendo bombardeados por ventos e radiações solares de altíssima intensidade, chegando a perder assim a atmosfera(como acredito que tenha acontecido com Marte).O atrito das marés causadas pela lua tbm desaceleram o movimento de rotação da terra e por conseqüência de seu núcleo,aumentando assim o dia em 2 milissegundos por século, dessa forma algum dia quando o campo magnético da terra for muito fraco (devido a desaceleração da rotação da mesma), provavelmente perderemos tbm a nossa atmosfera.Alarmante né?Mas vai demorar em, até lá os humanos provavelmente nem estarão mais aqui na terra,já estaremos explorando outros planetas, isso se o sol não morrer antes.
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"Correntes elétricas induzidas na ionosfera também geram campos magnéticos. Tal campo é sempre gerado perto de onde a atmosfera é mais próxima do Sol"
Tirado da "wikipedia" (embora duvidosa(a wikipedia) nesse caso esta correta, e corrobora com o que eu disse no outro post)
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Quote:

-A tensão superficial da camada de água dos oceanos, que é um efeito elétrico;


Não só a tensão superficial, a água como substância polar, está sujeita a deformações graças ao campo magnético, mas as mesmas devem ser imperceptíveis, praticamente nulas devido a intensidade do campo magnético.
[/quote]
Jonas Paulo Negreiros
Candidato ao Nobel



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Posted: Wed Dec 30, 2009 8:39 am Post subject: Anomalias Magnéticas

Oi, Pedro!

Percebo que você está afiado no assunto. Não havia levado em consideração o aumento da pressão do núcleo terrestre como fator "solidificante".

Mas a questão do magnetismo de Júpiter ainda não está bem explicada...

A água tem influência nas distorções magnéticas. Vou citar um exemplo: os primeiros sistemas de radio-faróis para navegação aérea apresentavam anomalias em áreas cortadas por rios.

Hoje temos os GPS, mas que também sofrem problemas com "bolhas magnéticas".

Estou enviando um endereço de um documento científico sobre o assunto, encontrado na rede. É só pô-lo dentro da tarja de busca do Google.

south.atlantic.anomaly.saa.googlepages.com/8_Ionosfera_Bolhaionosferica_py5aal_.pdf
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Jonas Paulo Negreiros
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Posted: Thu Mar 31, 2011 8:38 pm Post subject:

Esta semana é da Feira de Eletro-Eletrônica em S. Paulo. Infelizmente, desta vez não pude visitá-la. Mas o colega "Caio Hiper" concordou em distribuir convites aos eletrotécnicos interessados nos assuntos desse fórum. Afinal, quem projeta motores elétricos vai gostar de conhecer a teoria "Terra Dínamo"!
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Xevious
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Posted: Fri Feb 24, 2012 8:59 pm Post subject:

A Ionosfera pode sim contribuir com o magnetísmo da Terra.
Junto com a já conhecida teoria da Terra-Dínamo.

Mas pode ser que existam outras coisas, como Hidrogênio-cristalizado, pela pressão, que também adquire magnetismo, e inclusive de maneira bem mais forte que o Ferro.
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O universo é tão vasto, que tudo que imaginamos deve existir..
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Posted: Sun Feb 26, 2012 8:44 am Post subject:

Olá pessoal,

Li rapidamente um pouco dos textos deste tópico e voltei um pouco a minha atenção para o campo magnético terrestre. Pesquisei um pouco e encontrei a reflexão que escrevi a respeito dele em 14.08.2010:

“Se não estou muito enganado, pelo fato da Lua orbitar a Terra e ter uma massa 81 vezes menor, se as densidades fossem idênticas, levaria o ponto ao redor do qual ambas orbitam a ficar à distância também 81 vezes mais próxima do núcleo da Terra do que o núcleo da Lua, ou seja, pouco menos de 5000 Km acima do centro da Terra e quase 2000 Km abaixo da superfície da mesma.

Como as densidades não são idênticas (a densidade da Lua é 60% da densidade da Terra), teríamos o ponto de equilíbrio bem mais próximo do centro da Terra, provavelmente dentro do núcleo externo, em ferro e níquel líquidos. Como este ponto de equilíbrio estaria em constante rotação, acompanhando o movimento da Lua, isto provavelmente ajudaria a provocar movimentação neste material, o que poderia participar da produção dos campos elétrico e magnético da Terra.

Se compararmos esta situação com a de Marte, cujos pequenos satélites são milhares de vezes menores do que ele, com Vênus e Mercúrio, sem satélites naturais e com a própria Lua, a qual, apesar de ter a Terra nas proximidades, não possui uma região com metal líquido no interior dela sendo movimentada pela mudança contínua de posição do ponto de equilíbrio da órbita dela com a Terra, e que coincidentemente possuem campos magnéticos de origem interna muito diminutos em relação ao terrestre, pode ser que esta diferença torne-se mais plausível como explicação para a diferença entre as amplitudes dos campos magnéticos dos astros acima referidos.

Observo que apenas fiz comparação com estes astros, pois os mesmos são rochosos, enquanto que Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são gigantes gasosos [se bem que destes apenas vimos as altas camadas de suas atmosferas e as porções mais densas, sólidas ou líquidas, jamais foram por nós observadas].

Desta maneira, aparenta-me que a existência do nosso escudo magnético, que tem-nos protegido dos efeitos fatais do vento solar e das radiações cósmicas durante os últimos quatro bilhões de anos pelo menos, talvez apenas exista na proporção que existe devido à Lua ter a massa e a distância proporcionalmente adequadas a produzir movimentação na camada de ferro e níquel fundidos existentes no interior da Terra.

Isto é, a existência de vida como nós a conhecemos dependeria não apenas de existência de água na forma líquida mas também de uma condição muito peculiar para a produção de um escudo magnético. Se bem que, a falta deste campo não seria sentida nas profundezas submarinas, onde a vida poderia muito bem desenvolver-se sem este escudo (a água seria o escudo).

Outro detalhe que considero interessante é que a distância entre nós e a Lua varia, pois a órbita dela é elíptica e não circular. E que, com isto, além da variação na longitude, também teríamos uma variação na profundidade deste ponto central gravitacional do sistema Terra- Lua, em uma situação em que teríamos uma explicação para a variação sazonal das marés e outros detalhes relacionados ao movimento da Lua.”

Em 07.09.2010 eu escrevi que

“Quando os campos magnéticos dos dipolos naturalmente existentes na estrutura da matéria são orientados, se produz uma magnetização do material e com isto campo magnético capaz de produzir efeitos perceptíveis, como em imãs permanentes ou eletroímãs.

A impressão que tenho é que campos de natureza elétrica existem quase que intrinsecamente (no meu ponto de vista, o que existe intrinsecamente seriam apenas a matéria elementar, o espaço e a duração da existência deles), pois através deles é que a própria estrutura deste universo e da matéria bariônica mantém-se coesa, e depende apenas de vórtices de partículas elementares de matéria. Já quando a estrutura da matéria é orientada, passam a ocorrer fluxos internos de tentativa de equilíbrio de cargas, os quais seriam como uma corrente elétrica dentro do próprio material.

Desta maneira, havendo um fluxo de partículas elementares de matéria, passa a haver um campo magnético em torno deste material, ortogonalmente disposto em relação a ele, e girando. Se assim for, monopolos magnéticos não teriam como existir pois, dependendo de fluxo de cargas, dependeriam de desequilíbrio para que o fluxo exista e, portanto, de dois pólos. Isto também implicaria que os pontos extremos (pólos) do fluxo interno de partículas elementares de matéria estariam ortogonalmente dispostos em relação ao campo, ou seja, o campo vai formar-se em torno do eixo que une os dipolos.

No nosso planeta, para que o campo magnético tenha o formato que apresenta, haveríamos de ter uma corrente elétrica circulando em anel ao redor do Equador (abaixo da superfície, no manto terrestre). O que seria coerente com a tese de que a Lua pode ter influência na formação do campo magnético terrestre ao produzir um ponto em translação entre o núcleo e a crosta terrestre.”

Outro detalhe que me veio agora é que a Lua orbita a Terra com uma inclinação de aproximadamente 5 graus em relação ao plano do equador terrestre. Já o campo magnético é inclinado em aproximadamente 11 graus em relação ao eixo de rotação da Terra.

Como os campos magnéticos são perpendicularmente dispostos em relação à corrente elétrica que os produz, isto seria conceitualmente coerente com as nossas observações, com as diferenças na inclinação decorrentes de outros fatores que certamente influenciam o que se passa em regiões próximas ao núcleo terrestre.

O fato de, após uma lenta transição, os polos magnéticos novamente se posicionarem próximos ao eixo de rotação do planeta, pode indicar novamente a influência da Lua pois, em tese, o campo magnético poderia ter seus pólos com qualquer orientação em relação ao eixo de rotação da Terra (os de Urano e Netuno são inclinados de 60 e 47 graus, respectivamente, em relação aos seus eixos de rotação).

Esta não seria necessariamente a causa única ou a principal, mas pode contribuir para a produção dos efeitos observados.

Já quanto à influência da ionosfera, o fato dela variar muito em períodos muito curtos (horas), em razão da interação do campo magnético com o vento solar, aliado à estabilidade do campo magnético terrestre em tempos geológicos, me deixa claramente disposto a entender que a ionosfera é um dos efeitos, e não causa, do campo magnético terrestre, produzido nas profundezas do planeta.

Abraços e boa sorte a todos nós.
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O mundo é simples, é tudo igual, é tudo célula de convecção.