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O campo magnético terrestre é gerado pelo movimento de ferro líquido no núcleo terrestre. Este 'geodinâmo' reverte a sua polaridade ocasionalmente - o norte magnético e o sul magnético trocam de lugares. A troca ocorre ao longo de alguns milhares de anos, e o tempo entre cada reversão pode ir de milhares a dezenas de milhões de anos.

Quando a polaridade magnética permanece estável com uma orientação por mais de dez milhões de anos, o intervalo é apelidado de 'supercron'. Ao longo dos últimos 540 milhões de anos - o tempo em que os animais andam na terra e no mar - há três períodos supercrons conhecidos, ocorrendo uma vez a cada 200 milhões de anos.

A questão sobre o quão frequente as reversões e os supercrons ocorrem ao longo de um segmento maior da história é importante para o entendimento da evolução de longo termo das condições internas e de superfície do nosso planeta, mas até agora tais informações tem sido juntas através de evidências fragmentárias.

Num novo trabalho realizado por Peter Driscoll e David Evans da Universidade de Yale, são identificados cerca de dez novos supercrons ao longo de um período de tempo de 1,300 milhões de anos durante a Era Proterozoica, ou a Idade Média da Terra que ocorreu entre 2,500 milhões a 540 milhões de anos atrás. O seu trabalho está publicado em artigo na Earth and Planetary Science Letters.

Gravações das alterações do campo terrestre podem ser vistos em rochas que mantiveram a polaridade magnética da era em que foram formados. De modo a estabelecer evidências da mudança de polaridade, esta espécie de magnetismo remanescente, ou dados 'paleomagnetéticos', devem ser recolhidos à volta do globo, idealmente obtendo amostras de todas as placas tectónicas.

Driscoll e Evans compilaram uma base de dados paleomagnética do Proterozoic, e coordenaram a gravação das suas reversões com movimentos das placas tectónicas, de modo a olhar para longos períodos com forte predominância de polaridade a norte ou a sul. Estes períodos super-longos de tendência de polaridade revelam revelam supercron antigos e desconhecidos.

'O nosso estudo aponta o caminho para novas questões acerca de aspectos fundamentais da Evolução da Terra,' diz Driscoll. 'Uma das maiores implicações destas descobertas é a de que supercrons conduzidas pelo geodinâmo, ocorreram a um rácio similar ao longo dos últimos 2,000 milhões de anos.'

Isto foi surpreendente porque os geofísicos têm boa razão para suspeitar que houve uma grande mudança no núcleo da Terra dentro desse intervalo de tempo. Devido ao constante e firme arrefecimento da Terra, a perda de calor da Terra para o espaço desde a sua formação, o núcleo interior da Terra - uma massa gigante de ferro sólido no centro do planeta - deveria ter começado a cristalizar entre 500 a 1000 milhões de anos atrás.

O crescimento do núcleo interior sólido é fundamental para a física do geodinâmo. Simulações de computador de taxas de reversão são muito diferentes dependendo sobre se o planeta tem um núcleo interior sólido ou não. 

Uma possível explicação para o novo resultado de Driscoll e Evans's é o que que o núcleo interior da Terra é muito mais velho do que previamente estimado, mas esta ideia iria entrar em conflito fortemente com os mais razoáveis modelos de arrefecimento planetário. Outra explicação invoca uma resiliência inesperada do geodinâmo na face de mudanças dramáticas na sua estrutura, incluindo algo tão fundamental como a solidificação do núcleo interno.

'Pensamos que o mais tarde é o mais provável,' acrescentou Driscoll. 'Mas independentemente de qual a resposta correcta, estes resultados significam que poderemos ter de repensar os nossos modelos de evolução do núcleo ou do processo do geodinâmo.'

A paleoclimatologista Kristine DeLong contribuiu para um avanço numa pesquisa internacional que dá nova luz acerca de como a inclinação da Terra influência o maior cinturão de chuva do mundo.

DeLong analisou dados dos últimos 282,000 anos que mostram, pela primeira vez, uma ligação entre a inclinação da Terra, denominada de obliquidade, que muda a cada 41,000 anos, e o movimento de uma banda de baixa pressão de nuvens, que é a maior fonte terrestre de calor e humidade - a Zona de Convergência Intertropical, ou ITCZ.

'Levei os dados e passei-os através de um prisma matemático, de modo a observar os padrões, e foi onde vimos o ciclo de obliquidade, o tal ciclo de 41,000 anos. A partir daí, podemos ir e ver como comparar com outros registos,' disse DeLong, que é um professor associado na Universidade Estatal do Luisiana, Departamento de Geografia e Antropologia.

Com colaboradores de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e da Universidade Nacional de Taiwan, DeLong observou núcleos sedimentares da costa da Papua Nova Guiné e amostras de estalactites de cavernas antigas na China. As análises de dados de DeLong revelaram obliquidade em ambos os registos paleontológicos e dados do modelo do computador. Esta pesquisa foi publicada na Nature Communications a 25 de Novembro.

Os princípios padrão acerca das variações na órbita da Terra que influenciam mudanças no clima, são chamadas ciclos Milankovitch.

De acordo com estes princípios, a inclinação axial da Terra influenciou a formação de lençóis de gelo durante a Idade do Gelo, a lenta oscilação que ocorre num ciclo de 23,000 anos, à medida que a Terra roda à volta do Sol, denominada precessão, afecta os trópicos e a forma da órbita da Terra, que ocorre num ciclo de 100,000 anos, e que controla a quantidade de energia que a Terra recebe.

'Este estudo foi interessante, quando se iniciou a análise espectral, o ciclo de inclinação de 41,000 anos começou a aparecer nos trópicos. Não é suposto lá estar. Não é isso que os livros nos explicam,' disse DeLong.

As descobertas mostram que a inclinação axial da Terra é muito mais importante na migração ITCZ do que previamente pensado, o que irá possibilitar aos cientistas melhor predizer eventos meteorológicos extremos.

Historicamente, o colapso da civilização Maia e de várias dinastias chinesas, ficaram ligadas a secas persistentes, e está associado à ITCZ. Esta nova informação é crucial no entendimento do clima global e desenvolvimento sócio-económico humano sustentável, referiram os pesquisadores.

Adicionalmente, os cientistas climáticos começaram a reconhecer que, em lugar de mudar o norte e o sul, o ITCZ expande e contrai, baseado nesta informação.