aula11 paleomagnetismo

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Paleomagnetismo 
 
 
 Estudo do magnetismo fóssil das rochas 
 
 
 A rocha contém pequenos minerais magnéticos 
(magnetita, hematita, pirrotita,...) que são capazes 
de guardar a direção do campo geomagnético na 
época de sua 
formação. 
 
 
 Com isto, podemos estudar o comportamento do 
campo geomagnético no passado. 
Evidências da Estrutura e Composição da Terra 
Campo Geomagnético 
A Terra possui um campo magnético. 
 
A agulha da bússola aponta para o Polo Norte. 
Campo magnético da Terra 
 O campo magnético da Terra (B) é representado por um 
vetor: tem direção e magnitude: 
 
 No SI – B é dado em Tesla – campo muito forte 
 A Terra, por exemplo, apresenta uma intensidade máxima 
de 6 x 10-5 T. 
 Instrumentos modernos podem medir campos 
 de 10-9 T = 1 nT 
 
 No cgs – B é dado em gauss 
 1 gauss = 10-4 T 
 Outra unidade é o y 
 1 y = 10-5 gauss = 10-9 T 1 y = 1 nT 
Campo Magnético 
da Terra é 
equivalente ao campo 
de uma barra de ferro 
denominada de 
dipolo. O eixo do 
Dipolo geocêntrico 
está próximo do polo 
de rotação da Terra, 
cujo eixo faz um 
angulo de cerca de 
11,7º. 
Campo Geomagnético 
Terra:comportamento de um imenso imã. 
O Campo Magnético Terrestre 
• A Terra age como um imã, cujos 
pólos magnéticos são quase 
coincidentes com os pólos 
geográficos. 
 
• Linhas de força magnética 
emanam dos pólos magnéticos. 
Campo 
Magnético 
de um imã. 
Teoria do Dínamo Auto-Sustentável 
Um dínamo é qualquer mecanismo que 
converte a energia mecânica em uma corrente 
elétrica, como aquela utilizada em centrais 
elétricas. O Dínamo da Terra pela 
movimentação de um condutor na presença de 
um campo magnético produz corrente elétrica , 
ou vice versa (ou seja, uma corrente elétrica ao 
passar por um condutor produz um campo 
magnético). 
Teoria do Dínamo Auto-Sustentável 
Acredita-se que o núcleo externo da Terra 
esteja em movimento de convecção, uma vez 
que ele é líquido e apresenta um gradiente de 
temperatura. 
Provavelmente o campo magnético do Sol 
interage com o ferro em movimento no núcleo 
externo para produzir uma corrente elétrica que 
se move pelo eixo de rotação da Terra, gerando 
o campo magnético terrestre, como se fosse um 
dínamo auto-excitante. 
Campo Geomagnético 
Representação esquemática da magnetosfera e ação 
do vento solar sobre as linhas de força do campo 
geomagnético. 
Declinação Magnética 
• O eixo do dipolo geocêntrico faz um ângulo de 11,5o 
com o eixo de rotação da Terra 
• A agulha de uma bússola, em geral, não aponta para 
o norte, pois faz um ângulo com a direção norte-sul. 
• Este ângulo é conhecido como declinação 
magnética. 
• A declinação magnética desvia-se para Leste ou 
Oeste, dependendo do local onde se encontra o 
observador. 
Intensidade do Campo Magnético 
• É muito fraca, cerca de 50.000 x 10-9 T ou 50.000 nT 
• Tesla (T) é a unidade de indução magnética no Sistema 
Internacional, corresponde também à unidade gamma (g) que 
equivale a 1 nT (nano Tesla) 
• Equivale a um campo centenas de vezes mais fraco do que 
um imã de brinquedo 
• A intensidade varia conforme a região da Terra, sendo menor 
no equador e maior nos pólos 
Elementos do campo 
geomagnético 
Mapa de Declinação Magnética 
Mapa de Intensidade Total do Campo 
Magnético Terrestre 
(unidades em milhares de nT) 
Inclinação do Campo Magnético da Terra 
• Uma agulha imantada livre para girar 
em torno de um eixo horizontal não 
permanece na horizontal: sua 
extremidade norte inclina-se para baixo 
no hemisfério norte e para cima no 
hemisfério sul. 
• O ângulo que a agulha faz com a 
horizontal é a inclinação magnética. 
Variações temporais do campo 
magnético terrestre 
• Variações diurnas 
• Efeito de ventos 
solares 
• Tempestades 
magnéticas 
• Variações seculares 
Variações diurnas 
 Movimentos da 
ionosfera 
aquecida pelo 
Sol; amplitude até 
100 gamas 
Típicas variações diurnas do CM total 
Efeito de ventos solares 
 
• Emissões de plasma 
distorcem a magnetosfera – 
amplitude de dezenas de 
gamas; duração de segundos 
a horas 
• Tempestades magnéticas – 
fluxos intensos de plasma 
associados a grandes 
atividades (manchas) solares 
– amplitude de até 1000 
gamas 
Típica tempestade 
magnética 
Variações seculares 
 
 Elementos do 
campo principal 
variam lentamente 
em períodos de 
até milhares de 
anos, inclusive 
com inversão de 
polaridade 
Variações Seculares 
• Os pólos magnéticos migram à velocidade de 
cerca de 0,2o por ano ao redor do pólo geográfico, 
sem se afastar mais do que 30o dele. 
• Os pólos magnéticos levam alguns milhares de 
anos para percorrer os 360o de trajetória ao redor 
dos pólos geográficos. 
• A intensidade do campo geomagnético também 
varia com períodos muito lentos. 
Migração do Pólo magnético 
Migração do pólo magnético norte ao redor do pólo 
geográfico no período entre 69.000 e 45.000 anos atrás, 
conforme registrado em rochas sedimentares no Japão. 
Mudanças 
Observadas da 
localização do PÓLO 
NORTE entre 1831-
2007. Observar um 
aumento e a 
aceleração e rapidez 
das mudanças nos 
últimos 6 ANOS 
APENAS (2007/2001). 
Crédito de imagem: 
Arnaud Chulliat 
(Institut de Physique 
du Globe de Paris). 
Uso do Magnetismo em Geologia 
Elementos químicos que possuem número 
ímpar de elétrons (por exemplo, Fe, Mn, Cr, Co) 
são afetados pelo campo magnético. Se um 
mineral contendo estes elementos resfriam abaixo 
de determinada temperatura (Ponto Curie) na 
presença de um campo magnético, estes minerais 
se alinham na direção do pólo norte magnético (o 
mesmo ocorre com partículas sedimentares ao se 
depositarem em meio aquoso). 
Aplicações 
• Identificação de contatos e estruturas geológicas (domos 
de sal, falhas, natureza da crosta) 
• Arcabouço estrutural, limites e profundidade de bacias 
sedimentares 
• Idade e taxa de expansão do assoalho oceânico 
• Paleomagnetismo – deriva dos continentes 
• Exploração de minerais de minério (calcopirita, galena, 
asbesto, calcocita, minerais pesados) 
• Localização de estruturas, artefatos e objetos soterrados 
(embarcações, aeronaves, equipamentos, minas, 
tubulações, barris com rejeitos tóxicos) 
Paleomagnetismo 
• Uso do campo magnético da Terra para 
investigar movimentos pretéritos das placas 
litosféricas. 
• Registro permanente da direção de 
orientação do campo magnético terrestre no 
momento em que a rocha se formou. 
• Pode não ser a mesma orientação do campo 
magnético atual. 
Evidência de Possíveis 
Mudanças de Orientação do 
Campo Magnético Terrestre 
Campo Magnético Terrestre 
Pensava-se que o campo magnético terrestre era 
causado por material permanentemente magnetizado 
presente no interior profundo da Terra. 
EM 1900, Pierre Currie reconheceu que o 
magnetismo permanente é perdido à temperaturas 
entre 500 a 700 °C (Ponto Currie). 
Como o gradiente geotérmico da Terra é de ≈ 
25°C/km, nada pode ser permanentemente 
magnetizado abaixo de 30 km. 
O Campo Magnético Terrestre 
Como o gradiente geotérmico da Terra é de 
≈ 25°C/km, nada pode ser permanentemente 
magnetizado abaixo de 30 km. 
Magnetismo - Conceitos básicos 
• Dipolo magnético – linhas de fluxo 
• Densidade de fluxo ou indução magnética 
• Intensidade de pólo 
• Permeabilidade do meio 
• Induçãomagnética, magnetização induzida 
• Susceptibilidade magnética 
• Intensidade de magnetização 
• Magnetização permanente (remanescente) 
• Magnetismo dos materiais 
Reversões do Campo Magnético 
• A polaridade do campo magnético terrestre 
mudou milhares de vezes durante o 
Fanerozóico (últimos 540 milhões de anos na 
história da Terra) 
• A última reversão ocorreu há 700.000 anos 
atrás. 
• As reversões são abruptas (provavelmente em 
torno de 100 anos). 
Magnetismo termorremanescente 
Reversões Magnéticas 
Podem ser usadas para determinar as idades de 
sequências de rochas vulcânicas e 
sedimentares. 
Registro do Campo Magnético em 
Sedimentos Recém-Depositados. 
Registro das Reversões 
Magnéticas em Lavas 
Número de reversões por Ma. 
A Figura mostra que desde 80 Ma houve aumento nas 
reversões até 5 a 6 reversões por volta de 10-15 Ma atrás e 
depois passou a haver novamente um decréscimo. 
O espalhamento do fundo 
oceânico e as faixas 
magnéticas 
Susceptibilidade magnética das 
rochas 
Magnetismo detrítico ou 
deposicional 
Magnetometria Marinha 
Aeromagnetometria