O que é uma tempestade magnética?

A Terra tem um campo magnético que a protege da radiação do Sol e do espaço profundo. Este campo é designado por escudo magnético. O escudo garante a existência da biosfera e da vida na Terra. Os planetas sem campo magnético são considerados mortos em comparação com a Terra, embora possam existir sinais de vida.

De tempos a tempos, ocorrem fenómenos activos no Sol: ejecções de massa, erupções e ondas de choque. Estes fenómenos produzem partículas energéticas que voam do Sol em todas as direcções, incluindo em direção à Terra, e entram na magnetosfera. Quando a onda de choque que ocorre antes da ejeção de massa colide com a magnetosfera, o campo magnético da Terra começa a perturbar, oscilar e abanar. Este processo é designado por tempestade magnética.

As tempestades magnéticas são de natureza planetária e têm um impacto global na Terra e no espaço próximo da Terra. Durante uma tempestade, todo o campo magnético da Terra é perturbado. Estas perturbações dão origem a vários fenómenos. Todas as camadas da atmosfera terrestre, a ionosfera, a plasmasfera e a magnetosfera sofrem alterações. Surgem fluxos de partículas energéticas e correntes.

Que efeito têm as tempestades magnéticas na superfície da Terra?

O efeito de indução de uma tempestade magnética reflecte-se na superfície da Terra, afectando sistemas condutores extensos: linhas eléctricas, condutas, etc. Isto pode provocar catástrofes.

Uma dessas catástrofes ocorreu em março de 1989, quando transformadores da província canadiana do Quebeque, incluindo a capital, Otava, arderam na rede eléctrica provincial devido a correntes eléctricas induzidas por uma tempestade magnética. A atmosfera da Terra aqueceu, inchou e subiu. Os satélites que voavam a baixa altitude mudaram de órbita e alguns perderam-se. Posteriormente, tiveram de ser procurados e a constelação teve de ser reconstruída. Uma tempestade magnética dura geralmente de algumas horas a um dia. No caso do Québec, a tempestade durou nove horas.

Outros fenómenos que ocorrem devido a tempestades magnéticas são as auroras. Nos pólos, o campo magnético entra na Terra sob a forma de linhas de campo aberto. O escudo magnético da Terra mantém afastadas as partículas energéticas e protege a Terra, proibindo as partículas de se deslocarem através do campo. Mas as partículas energéticas podem penetrar nos pólos magnéticos. Quando entram na atmosfera, interagem com os átomos da atmosfera e criam um brilho colorido a que chamamos luzes polares.

As tempestades magnéticas são assim tão perigosas?

A importância das tempestades magnéticas aumenta com o passar dos anos devido à expansão da tecnosfera terrestre. Anteriormente, a humanidade observava apenas auroras, a mais poderosa das quais foi registada em 1859. O astrónomo inglês Richard Carrington observou a mais poderosa erupção solar da história das observações, que estava associada a auroras em quase toda a Terra, incluindo o equador. Em 1859, a Terra não tinha uma tecnosfera tão extensa, satélites e linhas eléctricas, pelo que estes fenómenos não se faziam sentir tão claramente. Mas em 1989, quando a humanidade já tinha lançado satélites e desenvolvido extensas linhas e condutas de energia, a tempestade magnética tornou-se muito significativa e afectou grandemente a rede eléctrica do Quebeque.

A tecnosfera da Terra está a expandir-se. Muitas das tecnologias actuais, incluindo o GPS, são baseadas em satélites e estes são altamente susceptíveis à atividade solar. A eletrónica pode falhar devido à exposição a partículas energéticas. E quanto mais implementamos a tecnologia de satélites e quanto mais longas são as linhas eléctricas, mais tangíveis são as tempestades magnéticas para a Terra. O efeito de indução das tempestades depende da dimensão destes sistemas. Isto sugere que, na conceção, criação de sistemas de satélites e expansão da tecnosfera, temos de ter em conta factores que antes não eram tidos em conta. Por outro lado, temos de observar a atividade do Sol e a perturbação geomagnética associada na Terra.

Quão perigosas são as tempestades magnéticas para os seres humanos?

Durante uma tempestade magnética, o ambiente altera-se, a atmosfera aquece, o que pode levar a alterações de pressão na atmosfera terrestre. Estas alterações, segundo os médicos, podem afetar a saúde das pessoas que têm uma adaptação mais fraca.

De acordo com as estatísticas, durante as tempestades magnéticas, o número de chamadas de ambulância devido à deterioração do bem-estar das pessoas com doenças cardiovasculares aumenta cerca de 20%. Ao mesmo tempo, as próprias perturbações do campo magnético, que ocorrem na Terra, são insignificantes em relação ao próprio campo. Na maioria das vezes, são cerca de 1/300-1/1000 do próprio campo. Mas o efeito é de carácter planetário. O cérebro humano tem ressonâncias que coincidem com as ressonâncias da ionosfera, cerca de 10 Hz. O coração humano também tem ressonâncias que coincidem com as ressonâncias da magnetosfera, cerca de 1 Hz. Se as regiões de ressonância da ionosfera e da magnetosfera forem excitadas e a densidade da radiação electromagnética aumentar nessas regiões, isso pode ter um impacto na saúde das pessoas doentes. Estas inter-relações são agora ativamente estudadas por médicos e biofísicos.

Com que frequência ocorrem as tempestades magnéticas?

A atividade do Sol tem um ciclo de 11 anos. Isto significa que, de mínimo a mínimo, de máximo a máximo, a atividade passa cerca de 11 anos. Os máximos de atividade podem ser baixos e altos. Se o máximo do ciclo for elevado, o Sol sofre erupções e ejecções de massa.

No final de novembro de 2003, houve uma poderosa região ativa no Sol que passou sobre o disco do Sol durante duas semanas. Produziu uma série de erupções e ejecções de massa que provocaram poderosas tempestades magnéticas na Terra e aumentaram a atividade geomagnética durante uma semana inteira. Estes fenómenos extremos são raros, cerca de uma vez em cada 50 anos, e podem conduzir a catástrofes como a que ocorreu no Quebeque.

Então as tempestades magnéticas podem ser previstas?

Atualmente, os astrónomos estão a estudar as possibilidades de previsão do tempo espacial e de todo o conjunto de fenómenos que ocorrem no sistema Sol-Terra. Para prever o tempo, é necessário dispor de informações sobre o Sol, as suas regiões activas, a sua configuração magnética e a possibilidade de erupções e explosões. Se uma erupção já ocorreu, ela viaja para a Terra durante dois a três dias, dependendo da velocidade. Durante este tempo, é possível perceber de que tipo de explosão se trata, em que parte do Sol ocorreu e prever o seu efeito. Regra geral, o lado direito do Sol é o mais geoeficaz.

O eixo magnético da Terra está inclinado em relação ao eixo de rotação. Em muitos aspectos, o efeito das tempestades magnéticas depende da potência e da velocidade da ejeção de massa, bem como da orientação deste eixo em relação à direção da ejeção no momento da colisão da Terra com a nuvem de plasma. O eixo magnético está inclinado em relação ao eixo de rotação em cerca de 11 graus. Pode estar virado para o Sol ou na direção oposta à do Sol durante a colisão da nuvem de plasma com a magnetosfera da Terra.

Os fenómenos cósmicos não são os mesmos, as ejecções de massa do Sol ocorrem de forma aleatória, têm amplitude e velocidade diferentes. Por conseguinte, os fenómenos meteorológicos espaciais raramente coincidem e são difíceis de prever com elevada probabilidade. No entanto, algumas previsões são bastante viáveis. Atualmente, são utilizadas ativamente no lançamento de naves espaciais e no controlo de missões espaciais.