Apresentação Campo Magnético Terrestre

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Biomagnetismo Tempestades magnéticas A tempestade magnética de 2003, também chamada tempestade magnética do "Halloween" foi o maior exemplo de consequências para aeronaves e satélites. Muitos problemas com operações espaciais foram reportados, como por exemplo, perda de dados devido a interferência nos sensores de satélites. Também houve uma considerável interferência em comunicações de rádio de alta frequência, especialmente em regiões polares. Alguns voos nestas regiões tiveram que ser redirecionados, assim como usar suas comunicações de reserva. Problemas nas redes elétricas do norte da Europa e África do Sul foram reportados, principalmente quanto ao superaquecimento de transformadores. Auroras Aurora Boreal Aurora Austral Auroras Imagem de uma aurora austral tirada do satélite IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) em 11 de setembro de 2005. Auroras Mas você sabe como as auroras são geradas? Auroras As partículas que rumam para o nosso planeta interagem com o campo magnético terrestre, sendo tiradas de sua trajetória original pelo efeito da Força de Lorentz. Características da Força Magnética Direção: da perpendicular ao plano determinado por v e B ; Sentido: dado pela regra do "tapa" da mão direita se a carga q for positiva e contrário ao obtido pela regra se a carga q for negativa; Intensidade: Fm = q v B sen Equação Vetorial: F = q V x B Auroras O campo serve como um escudo, defletindo essas partículas carregadas provenientes do Sol. A maioria dessas partículas é refletida de volta ao espaço, porém, algumas delas ficam "presas" em nosso campo magnético, gerando as auroras. Auroras Auroras Átomos e moléculas energizadas emitem fótons (luz) quando relaxam de volta nos seus estados energéticos iniciais, formando as luzes das auroras. Aproximadamente 1% desta Energia Cinética das colisões é convertida em luz visível. Tempestades magnéticas Outros eventos intensos de tempestades magnéticas, mas menores do que a tempestade de 1859, ocorreram em 1956, 1986, 1989 e 2003. A tempestade magnética de 1956 apresentou um dos mais intensos valores de fluxos de radiação observados instrumentalmente em estações na superfície terrestre A característica mais interessante da tempestade de 1986 foi sua ocorrência próxima a um mínimo solar. A tempestade magnética de 1989, foi o evento mais intenso das últimas dezenas de anos. Esta grande tempestade induziu correntes no solo, causando um "blackout" (ou apagão) em Quebec, Canadá. Esta tempestade magnética também causou interrupção na órbita e operação de satélites. Tempestades magnéticas Estas correntes induzidas queimaram os cabos de telégrafo dos Estados Unidos e causaram grandes incêndios. Uma questão muito discutida é o que aconteceria atualmente se uma tempestade desta magnitude atingisse a Terra? Um impacto econômico na escala de um ou dois trilhões de dólares. Tempestades magnéticas Tempestades magnéticas e seus prejuízos para os seres humanos A tempestade magnética que ocorreu nos dias 1 e 2 de setembro de 1859 é chamada de "tempestade de Carrington" em homenagem a Richard Carrington Iniciou 17 horas depois da erupção e continuou aproximadamente por 36-48 horas. Auroras foram observadas até mesmo em baixas latitudes geomagnéticas de 20º Cinturões de Van Allen cientistas fizeram uma grande descoberta: a existência de uma região com formato de rosca com partículas carregadas que foram aprisionadas pelo campo magnético terrestre. Prótons Elétrons Cinturões de Van Allen . A região interna está a cerca de 3.000 km acima da superfície da Terra e com uma espessura de 5.000 km. Já a região externa está entre 15.000 e 20.000 km acima da superfície terrestre e possui uma espessura que varia enter 6.000 e 10.000 km. Cinturões de Van Allen Tempestades magnéticas e as Auroras Tempestades magnéticas Von Humboldt, em 1808, foi o primeiro a descrever períodos ocasionais durante os quais medições magnética na superfície terrestre apresentavam variações muito intensas, rápidas e irregulares do campo geomagnético. As tempestades são causadas por ejeções abruptas ou de alta velocidade do plasma solar, que causam um estado de alta dinâmica na magnetosfera, dependente do tempo. Tempestades magnéticas Nas tempestades há diferentes fases Tempestades magnéticas Se observarmos médias mensais da componente horizontal (H) em observatórios magnéticos, nota-se que as tempestades solares são moduladas em fase com o ciclo solar. Tempestades magnéticas Tempestades magnéticas Campo Magnético Induzido A variação do campo magnético no tempo é sustentada por correntes na ionosfera e magnetosfera que induzem correntes elétricas na crosta, oceanos e manto. Correntes induzidas na crosta por tempestades magnéticas podem causar transtornos para a rede elétrica de indústrias, já que as correntes podem atingir transformadores pelas conexões existentes no solo. Variações magnéticas com períodos variando de segundos a dezenas de minutos, penetram na crosta cerca de 20-100 km. A Declinação e a Inclinação do Campo Magnético Declinação do Campo Magnético A declinação é, basicamente, o ângulo entre o Norte Magnético local e o Norte Geográfico verdadeiro, e é positivo (ou para Leste) se a sua bússola aponta numa direção deslocada no sentido horário em relação com o norte e negativo (ou para Oeste) se é no sentido anti-horário. Declinação do Campo Magnético Medindo a componente horizontal Barnes, Thomas G, Origem e destino do campo magnetico terrestre; traducao, Daniela Simonini Teixeira. – Brasilia : Sociedade Criacionista Brasileira, 2010 TIPLER, Paul A. Física, 2.ed, Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1984. v.2a, p. 729 - 733. Física, Halliday D. e Resnick R. vol 3, 8ª ed. MIRANDA, J M A de, Introdução ao Geomagnetismo; Centro de Geofísica da Universidade de Lisboa. HEWITT, Paul G., Física Conceitual, 9ª Ed. Apostila; curso do Observatório Nacional – Magnetismo da Terra – 2012. (http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/WMM/soft.shtml). Medir a declinação do campo Bibliografia e fontes de pesquisa Biomagnetismo Alguns biólogos especulam que as alterações magnéticas da Terra desempenham um papel importante na evolução das formas de vida. Partículas carregadas que escapavam do cinturão de Van Allen aumentavam a taxa de mutações das formas de vida mais robustos Biomagnetismo Em 1992, pesquisadores descobriram minúsculos cristais magnéticos em cérebros humanos, que lembram os cristais encontrados nas bactérias magnéticas. Biomagnetismo Biomagnetismo Material magnético também já foi encontrado nos abdomens de abelhas. Biomagnetismo Os pombos possuem um sensor magnético de direção Biomagnetismo Certas bactérias produzem biologicamente grãos de magnetita Inversão do Campo Magnético Inversão do Campo Magnético Inversão do Campo Magnético Durante tempestades magnéticas, podem ocorrer problemas em satélites, sistemas de navegação e radiocomunicação. Estes distúrbios ocorrem mais frequentemente nas áreas onde a intensidade do campo e mais fraca (AMAS), ou seja, onde o "escudo protetor" da Terra (campo principal) e mais fraco. Declinação do Campo Magnético Declinação do Campo Magnético Declinação do Campo Magnético Localidade Declinação Salvador 23° 23' West Santana 22° 23' West Cruz das Almas 23° 16' West Amargosa 23° 16' West Livramento 22° 57' West Correntina 22° 14' West Oliveira dos Brejinhos 22° 36' West Inclinação do Campo Magnético Chama-se inclinação magnética do lugar ao ângulo i que a agulha faz com o plano horizontal Inclinação do Campo Magnético A inversão do Campo Magnético Inversão do Campo Magnético As primeiras observações do campo geomagnético mostraram que o campo magnético da Terra não e estático, mas varia no tempo em uma ampla escala temporal: de milissegundos ate milhões de anos. Declinação magnética registrada na China Inversão do Campo Magnético São as rochas magnéticas que registram as variações paleomagnéticas, na escala de milhões de anos. Já as mudanças do campo magnético na escala de centenas de anos são chamadas de variação secular. Desde o inicio das observações continuas do campo geomagnético, a cerca de 170 anos atrás, a intensidade do campo magnético global vem decaindo em uma taxa de 6% em 100 anos. O arqueomagnetismo estuda o campo magnético do passado registrado em materiais arqueológicos. Inversão do Campo Magnético Atualmente o campo magnético é aproximadamente de 10% mais fraco, desde que o matemático alemão Carl Friedrich Gauss começou a medir a sua intensidade em 1845. Estima-se que se o campo continuasse decaindo nesta mesma taxa, ele atingiria valores próximos a zero entre 1500 e 1600 anos. Cinturões de Van Allen Origem do Campo Magnético da Terra Campo induzido: No núcleo externo existe um fluido eletricamente condutor que está em constante movimento. Essa corrente elétrica gera um campo magnético secundário que reforça ou diminui o campo magnético original. As primeiras observações 1580 até 1634 - astrônomo inglês chamado Henry Gellibrand Ele constatou uma diminuição da declinação em torno de sete graus para oeste. 1702 - Edmund Halley 1º mapa da declinação magnética As primeiras observações 1544 - alemão Georg Hartmann - Inclinação Magnética 1576 - Robert Norman - também a inclinação magnética 1600 - William Gilbert - "pai" do geomagnetismo "De Magnete" "magnus magnes ipse est globus terrestris" Experimento: Terrela e a Versorium As primeiras observações 720 d.C. - astrônomo budista chamado Yi-Xing – declinação magnética Século XII – bússola media essa declinação Viagens marítimas dão novo formato a bússola 1269 - francês Petrus Peregrinus – "Epistola de Magnete" Um dos experimentos: As primeiras observações 600 a.C. – Tales de Mileto – Magnésia 300 a.C. – Chineses já conheciam a força atrativa dos ímãs I Séc. d.C. – Chineses inventam a bússola As primeiras observações Sumário 1 As primeiras observações 2 Origem do Campo Magnético Terrestre 3 Cinturões de Van Allen 4 Tempestades Magnéticas e a Aurora Boreal e Austral 4.1 Variação Diurna do Campo Geomagnético 4.2 Características das Tempestades Magnéticas 4.3 Tempestades magnéticas e o ciclo solar 4.4 Campo magnético induzido 4.5 Tempestades magnéticas e seus prejuízos para os seres humanos 4.6 Auroras 5 A declinação e a Inclinação do Campo Magnético 5.1 Declinação Magnética 5.2 Inclinação Magnética 6 Inversão do Campo Magnético 7 Biomagnetismo 8 Bibliografia e fonte de pesquisa UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA Licenciatura em Física Complemento de Eletromagnetismo Professor Artur Matos Neto Alunos: Ailson Moreira e Luciano Lunardi 2013/1 O CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Sua Origem e Influência na Vida do Planeta Terra As primeiras observações 1828 - Alexander Von Humboldt - organizou a primeira cooperação internacional de geomagnetismo 1830 - Carl Friederich Gauss - magnetômetro absoluto (1832) Nesta época - Humboldt - observatório magnético 1834 - Gauss e Wilhelm Weber - 50 observatórios magnéticos. Origem do Campo Magnético da Terra Campo Crustal: é gerado pelas rochas magnéticas que existem na camada mais superficial da Terra. As primeiras observações 1890 a 1990 Origem do Campo Magnético da Terra O Vento Solar é composto por partículas energizadas e ionizadas, basicamente elétrons e prótons que fluem do Sol para todas as direções. Origem do Campo Magnético da Terra Campo Externo: é gerado pelo Vento Solar ao atingir a magnetosfera terrestre Vento Solar Terra Origem do Campo Magnético da Terra O interior da Terra possui quatro camadas principais: a crosta, o manto, o núcleo externo e o núcleo interno As primeiras observações 1590 a 1690 – período das navegações - medidas Origem do Campo Magnético da Terra Campo do núcleo (ou campo principal): O campo geomagnético gerado no núcleo possui uma geometria aproximadamente dipolar. Este campo corresponde a cerca de 90% do campo observado Funciona como um "escudo protetor" As linhas de força do campo magnético descrevem a estrutura do campo magnético. Origem do Campo Magnético da Terra Origem do Campo Magnético da Terra As linhas de força do campo magnético descrevem a estrutura do campo magnético. Origem do Campo Magnético da Terra O campo magnético observado é resultado da contribuição de diferentes fontes: o campo do núcleo, o campo externo, campo induzido e o campo crustal. Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível Clique para editar o texto mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o estilo do subtítulo mestre 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº 12/07/2013 nº Clique no ícone para adicionar uma imagem 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº Clique para editar o texto mestre Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº Clique para editar o título mestre Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 12/07/2013 nº 12/07/2013 Clique para editar o texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível nº