Paleomagnetismo: as bandas magnéticas

O campo magnético e as rochas que o guardam

A Terra comporta-se como um enorme íman: tem um campo magnético que faz a agulha de uma bússola apontar para o polo norte magnético.

Quando a lava sai numa dorsal médio-oceânica e arrefece, forma uma rocha magmática vulcânica (o basalto). Esse basalto contém minerais ricos em ferro, como a magnetite. Enquanto a lava arrefece, os cristais de magnetite orientam-se como pequenas agulhas de bússola, de acordo com o campo magnético da Terra nessa altura.

Quando a rocha solidifica, as «agulhas» ficam presas na posição em que estavam. A rocha guarda, assim, o registo do campo magnético da sua época, como uma fotografia.

O estudo do magnetismo guardado nas rochas antigas chama-se paleomagnetismo.

Inversões da polaridade

O campo magnético da Terra não é para sempre igual. Ao longo da história do planeta, o norte e o sul magnéticos trocaram de posição muitas vezes. Chama-se inversão da polaridade a esta troca.

• Polaridade normal: o campo tem a orientação que tem hoje (a agulha da bússola aponta para o norte).

• Polaridade inversa: o campo tem a orientação contrária.

Uma rocha com magnetização normal formou-se num período de polaridade normal; uma rocha com magnetização inversa formou-se num período de polaridade inversa. As «agulhas» de magnetite apontam em sentidos opostos nos dois casos.

A última inversão ocorreu há cerca de 780 mil anos. Por isso, as rochas formadas depois dessa data têm polaridade normal, como o campo atual; as rochas formadas antes, durante o período anterior, têm polaridade inversa.

As bandas magnéticas do fundo oceânico

Quando se mede o magnetismo das rochas do fundo do oceano, a ambos os lados de uma dorsal médio-oceânica, descobre-se um padrão: bandas paralelas à dorsal, em que alternam rochas de polaridade normal e inversa.

O mais importante é que o padrão é simétrico: as bandas de um lado são iguais às do outro, à mesma distância da crista da dorsal.

Como se formam as bandas

1. No eixo da dorsal sobe magma, que arrefece e forma rocha nova, magnetizada segundo o campo da época.

2. A rocha nova divide-se em duas metades, que se afastam para um lado e para o outro (expansão).

3. Mais magma sobe, forma-se rocha nova com a polaridade do momento, e o ciclo repete-se.

4. Quando o campo se inverte, a rocha que se forma passa a ter polaridade contrária, e surge uma nova banda.

As bandas funcionam como uma «fita gravadora»: o fundo oceânico vai-se formando e afastando, e o registo fica gravado.

Calcular a velocidade de afastamento

Se soubermos a que distância da crista está uma banda e a idade das suas rochas, podemos calcular a velocidade a que o fundo se afasta da dorsal:

Para obter centímetros por ano, convertem-se as unidades antes de dividir: $1\ \text{km} = 100\,000\ \text{cm}$.

Estas velocidades são muito baixas, da ordem de poucos centímetros por ano, aproximadamente como o crescimento das unhas (cerca de 3 cm por ano). Mas, ao longo de milhões de anos, somam-se centenas e milhares de quilómetros.

Se a velocidade se mantiver, podemos prever distâncias: rochas com o dobro da idade encontram-se ao dobro da distância (regra de três ou proporcionalidade direta).

Em resumo

• Paleomagnetismo: estudo do campo magnético do passado, registado pela orientação de minerais como a magnetite nas rochas que solidificaram.

• O campo magnético da Terra inverte-se de tempos a tempos: há polaridade normal (como a atual) e polaridade inversa.

• No fundo oceânico existem bandas magnéticas paralelas à dorsal, alternando polaridade normal e inversa, e simétricas a ambos os lados da crista.

• A simetria prova que a rocha nova se forma na dorsal e se afasta para os dois lados: é uma prova da expansão dos fundos oceânicos.

• Com a distância e a idade de uma banda calcula-se a velocidade: $v = \text{distância} / \text{tempo}$ (alguns cm/ano).

• De volta ao início: o «código de barras» do fundo oceânico é a sucessão de bandas, em que cada banda guarda a polaridade do campo magnético da época em que a rocha se formou.