Paleomagnetismo: o campo geomagnético registrado nas rochas

É fato que as rochas são capazes de nos contar muito sobre o passado do nosso planeta. Que elas podem revelar informações sobre a evolução do campo magnético terrestre, porém, é algo que nem todo mundo sabe, mas que é de grande importância e realmente muito interessante. Esse tipo de estudo, que tem revelado resultados surpreendentes, possui um nome: Paleomagnetismo. 

Dessa forma, analogamente ao Geomagnetismo, que é o ramo da geofísica que estuda o campo magnético terrestre atual, o Paleomagnetismo estuda o magnetismo terrestre de tempos geológicos passados, como se deu sua evolução e sua polaridade.

Esses estudos surgiram em meados do século XIX, quando descobriu-se que as rochas vulcânicas adquirem a magnetização durante seu resfriamento. Mas o que isso indica? Se considerarmos que a direção da magnetização remanente (a magnetização que ficou retida na rocha) é a mesma do campo geomagnético na época em que a rocha se formou, podemos coletar informações sobre como era o campo geomagnético naquele período.

Magnetismo das rochas

As propriedades magnéticas das rochas dependem das propriedades dos seus minerais constituintes. Cada mineral, por sua vez, responde de forma diferente estando sob ação de um campo magnético. Dependendo do comportamento magnético que um mineral apresenta, ele poderá ser classificado como:

Mineral diamagnético: é aquele que, quando submetido a um campo magnético, apresenta uma magnetização fraca e na direção oposta a do campo aplicado. Quando o campo é retirado, a magnetização induzida desaparece. Exemplos de minerais diamagnéticos são a calcita e o quartzo.

Mineral paramagnético: é aquele que, na presença de uma campo magnético, apresenta uma magnetização induzida proporcional à força do campo aplicado e paralela à sua direção, mas que também desaparece com a retirada do campo. Alguns exemplos são a pirita, a biotita e os argilominerais.

Mineral ferromagnético: é aquele que apresenta uma magnetização espontânea. Dessa forma, sob a ação de um campo magnético indutor, os minerais ferromagnéticos adquirem uma forte magnetização que não é totalmente perdida quando o campo é retirado. Essa magnetização residual é chamada de magnetização remanente. É esse tipo de mineral que possibilita o estudo do Paleomagnetismo, uma vez que preserva, ainda hoje, informações do campo magnético que atuou sobre ele no momento de sua formação. Alguns minerais ferromagnéticos são a magnetita e a hematita.

Passo a passo do paleomagnetista

A teoria por trás do estudo do paleomagnetismo já foi brevemente explicada. Mas como é feito, na prática, o trabalho do paleomagnetista? 

Esse profissional segue, resumidamente, 4 passos em sua pesquisa:

1. Elaboração da pergunta científica que se deseja responder. Esse passo não é exclusivo do paleomagnetista, sendo, na verdade, o início mais comum das pesquisas científicas em geral. Aqui, o pesquisador irá decidir o rumo que sua pesquisa tomará, a fim de buscar soluções para alguma questão.
2. Planejamento do campo e coleta de amostras. Assim como para muitas outras áreas das geociências, o objeto de estudo do paleomagnetismo são as rochas. Dessa forma, para a coleta das amostras, o paleomagnetista deverá  ter como base conhecimentos geológicos sobre o local, uma vez que é extremamente importante que a rocha a ser analisada esteja, ainda hoje,  na mesma posição em que se formou, para que a direção do campo remanescente corresponda à direção do campo da época. Um bloco que rolou ou um relevo que soergueu, por exemplo, não poderão ser amostrados. Além disso, durante a coleta, é preciso que se façam anotações precisas sobre as coordenadas do afloramento e sua orientação (azimute e mergulho), pois como suas amostras serão retiradas e levadas para o laboratório, ou seja, serão tiradas de sua posição original, essas anotações é que irão auxiliar nos estudos da magnetização remanente. 
3. Análises em laboratório. Para o estudo da magnetização remanente, são utilizadas máquinas e instrumentos específicos da área, uma vez que essa magnetização pode ser muito fraca e de difícil identificação. Uma das etapas de análise é a desmagnetização, quando a amostra passa por um processo de perda de sua magnetização remanente. Apesar de parecer contraditório, são as etapas desse processo que permitem conhecer a direção e a intensidade do campo que a rocha registrou, o que leva para o quarto e último passo da pesquisa.
4. Apresentação e análise de dados. Assim como para as outras pesquisas científicas, nessa etapa é redigido o trabalho científico, buscando-se a resolução da proposta elaborada na etapa (1). É após essa etapa que são publicados os trabalhos e artigos contendo os resultados do estudo do paleomagnetismo. Falaremos um pouco sobre algumas das principais contribuições resultantes desse tipo de estudo a seguir.

Contribuições do Paleomagnetismo 

Uma importante contribuição do paleomagnetismo são as evidências geofísicas da deriva continental. Em 1912, Alfred Wegener propôs que todos os continentes já estiveram reunidos em um único “supercontinente”, o que ele chamou de Pangea. Suas idéias, porém, só começaram a ser aceitas quase 40 anos depois, quando vários grupos de pesquisa ao redor do mundo estavam engajados em determinar e interpretar as direções de magnetização nas rochas, ou seja, estavam realizando estudos paleomagnéticos. Um resultado importante dessas pesquisas foi a verificação de que os pólos paleomagnéticos dos continentes ao sul do Equador são incompatíveis com a localização atual desses continentes, mas coincidem quando os continentes são rearranjados conforme a reconstrução do Gondwana, obtido fechando-se o Oceano Atlântico.

Uma outra descoberta feita por meio de estudos paleomagnéticos é a inversão de polaridade do campo geomagnético. A partir de pesquisas com rochas oceânicas, em que eram coletados dados ao longo das linhas de navegação, observou-se que a nordeste do Oceano Pacífico foi mapeado um padrão de anomalias magnéticas diferente do que era observado no continente. Esse padrão é formado por faixas de anomalias lineares, de polaridades alternadas e distribuídas simetricamente em relação à cadeia meso-oceânica, e, por conta de suas características é conhecido como “padrão zebrado”, que pode ser visto na imagem.

Para explicar esses dados, em 1960, foi proposto que este padrão de anomalias era consequência da expansão do assoalho oceânico e das reversões do campo geomagnético. Dessa forma, conforme o assoalho ia se expandindo, as novas rochas que se formavam guardavam registros do campo geomagnético do momento de sua formação. Caso ocorresse inversão na polaridade do campo, então a próxima rocha que se formasse teria polaridade reversa a anterior, surgindo assim o “padrão zebrado” simétrico à cadeia. 

Por meio de estudos em rochas vulcânicas, datadas por métodos radiométricos, e em sedimentos do fundo oceânico, com taxa de deposição bem conhecida, os registros paleomagnéticos de inversão de polaridade do campo geomagnético foram cada vez melhor observados, mostrando que o tempo para uma reversão se completar é entre 10.000 e 100.000 anos. 

Ainda muitas outras contribuições do paleomagnetismo poderiam ser citadas. O que fica claro, portanto, é que essa é uma área muito interessante e cheia de descobertas a nos revelar, nos permitindo conhecer ainda mais como era o nosso planeta e, além disso, fazer projeções de como ele será futuramente.

Referências: 

CPRM – Paleomagnetismo. Disponível em: <paleomagnetismo (cprm.gov.br)> Acesso em: 03 de março de 2021. 

TEIXEIRA, Wilson et al. Decifrando a terra. Oficina Textos, 2001.

USP (Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas – IAG) – Paleomagnetismo. Disponível em: <Paleomagnetismo_0.pdf (usp.br)> Acesso em: 04 de março de 2021.