Se o ferro perde seu magnetismo a altas temperaturas, como o núcleo da Terra é magnético?

11 meses ago
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O ferro perde seu magnetismo quando é aquecido a algumas centenas de graus, mas o núcleo da Terra – que produz um campo magnético forte o suficiente para manter o planeta unido – é feito de ferro que é tão quente que está em estado líquido!

Por que, então, o ferro fundido no núcleo da Terra produz um campo magnético?

Vamos começar do fundo de todo este mistério.

Materiais ferromagnéticos

Os materiais ferromagnéticos são aqueles que são fortemente magnetizados em um campo magnético externo e retêm seu momento magnético mesmo depois que o campo magnético é removido. O ferro é um bom exemplo de um material ferromagnético.

magnetismo

O ferro é um material ferromagnético. (Crédito da foto: Pixabay)

Para explicar o ferromagnetismo do ferro para você em termos simples, eu diria que o ferro é feito de pequenas “coisas” ( momentos atômicos , para ser preciso), átomos que agem como minúsculos ímãs, como todos eles têm o norte e pólos sul (como ímãs regulares).

Quando você segura um ímã perto de um objeto de ferro, esses minúsculos ímãs presentes “dentro” do objeto se alinham ou se alinham. É isso que torna esse objeto magnético, e qualquer objeto que se comporte assim na presença de um campo magnético externo é chamado de material ferromagnético.

Ferromagnetismo

No entanto, quando você aquece um material ferromagnético, como o ferro, as coisas começam a mudar.

O que acontece quando você aquece um material ferromagnético?

Quando você aquece ferro, o que você essencialmente faz é fornecer energia térmica adicional a ele. Isso faz com que os pequenos ímãs no ferro sejam promovidos a estados de alta energia, apontando na direção oposta em relação aos seus vizinhos. Isso significa que eles estão menos alinhados do que antes, então seu magnetismo ‘combinado’ reduz. Isso continua se você continuar a aquecer o ferro até que um ponto seja alcançado além do qual o ferro perde suas propriedades ferromagnéticas e deixa de ser um ferromagneto.

O ferro deixa de ser ferromagnético a 1043 K (cerca de 770 graus Celsius / 1417 Fahrenheit).

Esta temperatura particular, isto é, a temperatura na qual um determinado material perde suas propriedades magnéticas permanentes é conhecida como a temperatura de Curie. Seu valor é diferente para diferentes materiais.

O nucleo

O núcleo da Terra consiste em enormes quantidades de ferro. (Crédito da foto: Naeblys / Shutterstock)

Então, é bem evidente que o ferro deixa de ser um material ferromagnético além de 770 graus Celsius. No entanto, também sabemos que o núcleo da Terra consiste em ferro derretido, que é tão incrivelmente quente (quase 6000 graus Celsius) que torna o núcleo tão quente quanto a superfície do próprio sol! Não só isso, mas o núcleo de ferro fundido produz um campo magnético muito forte, algo que torna a Terra um planeta habitável .

Mas isso não é contraditório em si mesmo? Se o ferro perde suas propriedades ferromagnéticas e deixa de ser um ímã a uma temperatura (relativamente) insignificante de 770 graus Celsius, então como o núcleo da Terra, que é basicamente feito de ferro, produz um campo magnético tão forte?

Como o núcleo da Terra produz um campo magnético?

Cientistas e pesquisadores colocaram várias hipóteses em uma tentativa de explicar como o campo magnético da Terra é gerado, mas o único considerado plausível (no momento em que este artigo é escrito) é o que afirma que o núcleo se comporta como um dínamo para produzir um campo magnético auto-sustentável. Isso também é conhecido como a teoria do dínamo .

Um dínamo é um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica. Se você conhece as condições físicas do núcleo da Terra, então você seria capaz de entender a teoria do dínamo em pouco tempo.

cartaz da terra

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Note que o núcleo interno é sólido devido a condições de alta pressão. (Crédito da foto: Kelvinsong / Wikimedia Commons)

O núcleo da Terra tem dois segmentos: o núcleo interno e externo. O núcleo externo é tão quente que existe em um estado líquido, mas o núcleo interno é sólido, devido às condições de pressão extremamente alta ( Fonte ). Além disso, o núcleo externo está constantemente em movimento, devido à rotação e convecção da Terra.

Agora, o movimento fluido no núcleo externo move o ferro fundido (isto é, um material condutor) através de um campo magnético fraco já existente. Este processo gera uma corrente elétrica (devido à indução magnética). Essa corrente elétrica, então, gera um campo magnético que interage com o movimento do fluido para produzir um campo magnético secundário.

O campo magnético secundário reforça o campo magnético inicial e o processo torna-se auto-sustentável. A menos que o movimento fluido no núcleo externo pare, o núcleo continuará produzindo um campo magnético. Esta é exatamente a premissa do filme de ficção científica de 2003, The Core .

Para colocar tudo em palavras simples, o ferro fundido presente no núcleo não produz diretamente um campo magnético ; em vez disso, produz uma corrente elétrica que, por sua vez, produz um efeito eletromagnético, que, em última análise, produz o forte campo magnético do núcleo da Terra.

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Referências:

  1. Universidade do Oregon
  2. UC Santa Cruz
  3. Canada.ca
  4. Universidade de Illinois Urbana-Champaign
  5. Exploratorium
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