Ciências da Terra

Um oceano de ferro líquido a milhares de quilômetros de profundidade sustenta o campo magnético da Terra

Publicado em 06/10/2026 · Última alteração em 06/10/2026

O campo magnético terrestre nasce no núcleo externo, uma camada de ferro líquido com cerca de 2.260 km de espessura, ao redor de um núcleo interno sólido de 1.221 km de raio. O ferro é bom condutor elétrico e está em convecção, com fluxo da ordem de 0,5 mm/s. Ao se mover pelo campo já existente, induz correntes elétricas, e essas correntes reforçam o campo. É o geodínamo: um gerador natural, sem ímãs permanentes, que funciona há pelo menos 3,5 bilhões de anos.

Um campo apenas herdado da formação do planeta não se sustentaria: sem fonte de renovação, o campo desapareceria por dissipação elétrica em cerca de 30 mil anos. Como o paleomagnetismo mostra campo por pelo menos 3,5 bilhões de anos, algo o realimenta. A explicação aceita é o dínamo autoexcitado. O ferro líquido em movimento atravessa linhas de campo e gera corrente elétrica (lei de Faraday). A corrente produz campo magnético (lei de Ampère). Se a geometria do fluxo faz esse campo somar-se ao original, ele cresce até um equilíbrio. Não precisa de peças: basta um fluido condutor, grande e em movimento vigoroso e irregular.

Pequeno demais para funcionar

Um balde de água salgada em movimento não vira dínamo: a escala é pequena demais. Em laboratório, só instalações de vários metros com sódio líquido bombeado a até 20 m/s chegaram a gerar o efeito. O planeta consegue pelo tamanho do núcleo.

De onde vem a energia

O núcleo esfria devagar, e o calor sobe do centro para o manto. Há mais: o núcleo interno cresce por solidificação do ferro. As impurezas leves ficam no líquido, e o fundo do núcleo externo fica mais leve que o de cima. Essa flutuação, somada ao calor latente da solidificação, empurra o fluido para cima. As duas forças, térmica e composicional, alimentam o dínamo. É essa convecção que converte energia térmica e gravitacional em energia magnética.

O papel da rotação

Sem rotação, a convecção seria um borbulhar desordenado. Com a Terra girando, a força de Coriolis domina o balanço de forças. O resultado, descrito pelo teorema de Taylor-Proudman, é que o fluxo tende a ficar igual ao longo do eixo de rotação e a se organizar em colunas paralelas a ele. Essa organização ajuda a produzir um campo em larga escala, de dois polos, em vez de um emaranhado de campos locais que se anulariam.

Por que não é só um campo antigo

A ideia de um campo herdado da formação da Terra, que apenas persiste, não se sustenta. Pelo cálculo de difusão, um campo sem renovação teria sumido em dezenas de milhares de anos, e o paleomagnetismo mostra campo por pelo menos 3,5 bilhões de anos. Logo, o campo atual é produzido continuamente pelo movimento do fluido. É por isso que ele pode variar, enfraquecer ou até inverter de polaridade, como mostra o post relacionado sobre as inversões magnéticas. O dínamo não guarda o campo: ele o refaz o tempo todo.

A escala é o ingrediente

O critério para haver dínamo é o número de Reynolds magnético, que cresce com a condutividade, a velocidade e o tamanho. Precisa passar de cerca de 10. Um balde de água salgada fica muitíssimo abaixo desse limiar, e o movimento dos oceanos também fica aquém. Só o núcleo tem tamanho e condutividade suficientes, mesmo com fluxo de apenas décimos de milímetro por segundo. Em laboratório, só sódio líquido bombeado em instalações de vários metros chegou ao limiar.

Como sabemos

O mecanismo geral é consenso científico, apoiado em duas revisões abertas; os números são ordens de grandeza e aparecem como tal.

• Fato estabelecido: O núcleo da Terra tem raio de cerca de 3.480 km; o núcleo interno, sólido, tem cerca de 1.221 km de raio, e o externo é líquido. [1] [2]
  Herrmann e Vorbach citam 1.210 km; Deguen e Lasbleis citam 1.221 km. Usamos 1.221 km. A espessura do núcleo externo (cerca de 2.260 km) é a diferença entre os dois raios.
• Consenso científico: O campo magnético é gerado e mantido por convecção do ferro líquido do núcleo externo (geodínamo). [1] [3]
• Evidência forte: O núcleo é uma liga rica em ferro com elementos leves (principalmente oxigênio, enxofre e silício). [1]
  A identidade exata dos elementos leves ainda é discutida.
• Estimativa: Sem renovação, as variações espaciais do campo sumiriam por difusão em cerca de 30 mil anos. [1]
  Escala de tempo calculada com valores aproximados de difusividade magnética e de tamanho do núcleo.
• Evidência forte: O paleomagnetismo mostra que o campo foi mantido por pelo menos 3,5 bilhões de anos. [1]
  Valor mínimo; o início do dínamo é discutido.
• Consenso científico: O núcleo interno nucleou quando o resfriamento atingiu a temperatura de solidificação no centro, e cresce lentamente desde então. [1]
• Consenso científico: A solidificação do núcleo interno expulsa elementos leves para o líquido e libera calor latente, o que impulsiona a convecção. [1]
• Consenso científico: A convecção é térmica e composicional (ambas alimentam o dínamo). [1] [2]
• Consenso científico: A força de Coriolis, pela rotação da Terra, organiza o fluxo em colunas alinhadas ao eixo de rotação (Taylor-Proudman). [1] [2]
• Fato estabelecido: Para haver dínamo, o número de Reynolds magnético precisa superar cerca de 10; em uma casca esférica o valor crítico típico é da ordem de 50. [1] [2]
• Estimativa: A velocidade típica do fluxo no núcleo externo é da ordem de 0,5 mm/s. [2]
  Valor de ordem de grandeza usado em artigo didático; não é medida direta.
• Interpretação: Um campo inicial fraco basta, pois um fluido condutor vigoroso e irregular é instável ao estado sem campo. [2]
  A origem exata do campo inicial, há bilhões de anos, não é conhecida.
• Fato estabelecido: Inge Lehmann descobriu o núcleo interno em 1936, a partir de ondas P refletidas dentro do núcleo; a solidez dele foi demonstrada depois, em 1971. [1]
• Fato estabelecido: Experimentos com sódio líquido de vários metros, a até 20 m/s, geraram efeito dínamo em laboratório. [2]

Fontes

1. Deguen e Lasbleis, Univ. de Lyon (arXiv, 2019) — Fluid dynamics of Earth's core: geodynamo, inner core dynamics, core formation
   consultada em 06/10/2026
2. Herrmann e Vorbach, European Journal of Physics 41 (2020) — The geodynamo for non-geophysicists
   consultada em 06/10/2026
3. NASA Technical Reports Server — Magnetohydrodynamic Convection in the Outer Core and its Geodynamic Consequences
   consultada em 06/10/2026

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