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Início/Biofísica, fluidos e geociências/Inversões do campo geomagnético

Inversões do campo geomagnético

Esquema de poucos modos do dínamo α–Ω: dipolo axial B(t) de uma equação escalar com quebra de simetria — inversões de polaridade estocásticas, não magnetohidrodinâmica do núcleo.

EDO + ruído

0.12
0.35
0.08

B(t) «dipolar» escalar: dB ≈ (r − B²)B dt + A sin(ωt)dt + ruído. Um r positivo dá a tendência de forquilha; um forçamento fraco e o ruído, trocas de sinal irregulares: metáfora da polaridade, não MHD.

Grandezas medidas

Sinal atual+

Aumente o ruído ou o forçamento para ver trocas mais frequentes; um r negativo amortece rumo a zero.

Gráficos

Sobre o modelo

As inversões do campo geomagnético são a mudança de sinal do dipolo; no núcleo da Terra isso vem do dínamo magnetohidrodinâmico. Aqui se integra uma equação estocástica escalar com simetria de forquilha: dB ≈ (r − B²)B dt + A sin(ωt) dt + ruído. Um r positivo sustenta amplitude diferente de zero; um forçamento periódico fraco e o ruído dão inversões irregulares. É uma metáfora do dínamo α–Ω para discutir a troca de sinal, não uma previsão nem um cálculo do núcleo. Na tela, B(t) e o sinal atual.

Para quem: Geofísica e física da Terra: dínamo geomagnético, inversões; não é previsão de inversão.

Conceitos-chave

  • inversão do campo geomagnético
  • dínamo geomagnético
  • dínamo α–Ω
  • bifurcação em forquilha
  • forçamento estocástico
  • dipolo axial

Como funciona

B(t) escalar: dB ≈ (r − B²)B dt + A sin(ωt) dt + ruído. A forquilha mais o forçamento e o ruído dão trocas de sinal irregulares: metáfora das inversões do campo geomagnético, não magnetohidrodinâmica do núcleo. Na tela, o traço B(t) e a polaridade atual.

Perguntas frequentes

Dá para prever a próxima inversão?
Não. Os parâmetros foram escolhidos para ver a troca de sinal, não para o estado do núcleo nem para a escala paleomagnética.
Por que a equação é escalar e não magnetohidrodinâmica?
O dínamo completo é MHD tridimensional no núcleo externo. O B(t) escalar com forquilha e ruído deixa só a ideia: a amplitude do dipolo pode mudar de sinal, sem dizer quando.
O que faz o parâmetro r?
Se r > 0 há dois estados não nulos da forquilha (os dois sinais do dipolo); o ruído e o forçamento saltam o sistema de um para o outro. Se r < 0 a amplitude desaba a zero.