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Polo norte magnético

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Localização do polo norte magnético e do polo norte geomagnético em 2017.[1] Pela convenção física de polaridade, o polo da Terra próximo ao norte geográfico é um polo magnético sul, pois atrai o polo norte de outros ímãs.

O polo norte magnético, também chamado de polo magnético norte, é o ponto da superfície da Terra, no hemisfério norte, onde o campo magnético terrestre aponta verticalmente para baixo. Nesse ponto, a componente horizontal do campo é nula e a inclinação magnética é de 90°.[2] Uma agulha magnética que pudesse girar livremente nas três dimensões apontaria diretamente para baixo. A força horizontal que orienta uma bússola diminui à medida que se aproxima do polo e chega a zero no próprio polo, o que torna as bússolas progressivamente menos confiáveis nessa região.[3] O ponto fica próximo, mas não coincide, com o polo norte geográfico. Pela convenção física usada para ímãs, ele é um polo magnético sul da Terra, pois atrai o polo norte de outros ímãs.[4]

O polo norte magnético muda de posição com as variações do campo gerado no núcleo externo da Terra.[5][6] Em 2001, uma medição do Serviço Geológico do Canadá situou-o a oeste da Ilha Ellesmere, no norte do Canadá, em 81° 18′ N, 110° 48′ O.[7] A estimativa canadense para 2005 era 82° 42′ N, 114° 24′ O, ou 82,7° N e 114,4° O.[8] Em 2009, ainda no Ártico canadense, estava em 84° 54′ N, 131° 00′ O[1] e avançava em direção à Rússia a uma velocidade entre 55 e 60 km por ano.[9] Em 2013, a distância entre o polo norte magnético e o polo norte geográfico era de aproximadamente 800 km.[10] O Modelo Magnético Mundial WMM2025 calculou sua posição em 2025 em 85° 45′ 43″ N, 139° 17′ 53″ L.[11]

Seu correspondente no hemisfério sul é o polo sul magnético. Como o campo magnético terrestre não é exatamente simétrico, os polos magnéticos norte e sul não são antípodas. Uma linha reta traçada entre os dois não passa pelo centro geométrico da Terra.

Os polos magnéticos norte e sul também recebem o nome de polos de inclinação magnética, em referência à inclinação vertical das linhas de campo nesses pontos.[2]

Localizações recentes dos polos magnéticos, ou polos de inclinação, da Terra, estimadas pelo IGRF-13[11]
Ano 1990, definitivo 2000, definitivo 2010, definitivo 2020
Polo norte magnético 78° 05′ 42″ N, 103° 41′ 20″ O 80° 58′ 19″ N, 109° 38′ 24″ O 85° 01′ 12″ N, 132° 50′ 02″ O 86° 29′ 38″ N, 162° 52′ 01″ L
Polo sul magnético 64° 54′ 36″ S, 138° 54′ 07″ L 64° 39′ 40″ S, 138° 18′ 11″ L 64° 25′ 55″ S, 137° 19′ 30″ L 64° 04′ 52″ S, 135° 51′ 58″ L

Polaridade

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Todos os ímãs têm dois polos. As linhas de fluxo magnético saem de um deles e entram no outro. Por analogia com o campo magnético terrestre, eles recebem os nomes de polos "norte" e "sul". Antes que a natureza do magnetismo fosse compreendida, convencionou-se chamar de norte o polo do ímã que buscava o norte quando usado nas primeiras bússolas.

Como polos opostos se atraem, o polo magnético da Terra situado perto do norte geográfico é, fisicamente, um polo magnético sul.[12][13] Tomando-se o norte geográfico como norte, o ponto chamado de polo norte magnético terrestre é seu polo magnético sul, pois atrai o polo norte de outros ímãs, entre eles as agulhas de bússola.

A direção das linhas de campo magnético é definida de modo que elas saiam do polo norte de um ímã e entrem em seu polo sul.

História

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Parte da Carta marina de 1539, de Olaus Magnus, mostrando o norte magnético concebido como a "Insula Magnetum", expressão em latim para "Ilha dos Ímãs", ao largo da atual Murmansk. O homem que segura bastões rúnicos é o herói nórdico Starkad, chamado de "Starcaterus" no mapa.

Por volta de 1088, o cientista chinês Shen Kuo registrou no Mengxi Bitan uma agulha magnética suspensa e sua declinação em relação ao eixo norte-sul.[14] Registros chineses de declinação magnética antecedem os registros europeus conhecidos por séculos.[15]

Os primeiros navegadores, cartógrafos e cientistas europeus acreditavam que as agulhas das bússolas eram atraídas por uma hipotética "ilha magnética" ou "montanha magnética" em algum ponto do extremo norte, ideia relacionada à Rupes Nigra, ou por Polaris, a Estrela Polar.[16] A ideia de que a própria Terra se comporta essencialmente como um grande ímã foi proposta em 1600 pelo médico e filósofo natural inglês William Gilbert. Ele também definiu o polo norte magnético como o ponto onde o campo magnético terrestre aponta verticalmente para baixo. Essa definição permaneceu em uso mesmo depois que o campo terrestre passou a ser compreendido com maior precisão.[16]

Em 1634, Henry Gellibrand verificou que a declinação magnética observada perto de Londres havia mudado sistematicamente, contrariando a ideia de que ela permanecia fixa.[17] Edmond Halley investigou a declinação magnética como possível método para determinar a longitude no mar. Ele fez duas viagens pelo Atlântico em 1698 e 1699 para medi-la e publicou um dos primeiros mapas com linhas de igual declinação.[18]

Expedições e medições

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Primeiras observações

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O primeiro grupo a alcançar o polo norte magnético foi liderado por James Clark Ross, que o encontrou no cabo Adelaide, na Península de Boothia, em 1 de junho de 1831, durante a segunda expedição ártica de seu tio, John Ross. Roald Amundsen encontrou o polo em uma posição ligeiramente diferente em 1903. A terceira observação foi feita em 1947 pelos cientistas canadenses Paul Serson e Jack Clark, do Dominion Astrophysical Observatory, que localizaram o polo no lago Allen, na Ilha do Príncipe de Gales.[19]

O Natural Resources Canada repetiu levantamentos magnéticos para restabelecer a posição do polo entre 1948 e 1994. Campanhas internacionais acrescentaram medições em 2001 e 2007.[11]

Projeto Polaris

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No início da Guerra Fria, o Departamento de Guerra dos Estados Unidos constatou a necessidade de um levantamento amplo do Ártico norte-americano e encarregou o Exército dos Estados Unidos da tarefa. Em 1946, o recém-criado Comando Aéreo Estratégico das Forças Aéreas do Exército recebeu a missão de explorar toda a região do Oceano Ártico. A exploração foi conduzida pelo 46.º Esquadrão de Reconhecimento Fotográfico, mais tarde redesignado como 72.º, e relatada como parte da missão secreta Project Nanook. O projeto foi dividido em missões também classificadas. Uma delas, o Projeto Polaris, consistia em um levantamento por radar, fotografia aérea com câmeras trimetrogon de três ângulos e observação visual de todo o Arquipélago Ártico Canadiano. Um oficial canadense acompanhava cada voo como observador.

Frank O. Klein, diretor do projeto, percebeu que a bússola fluxgate não se comportava de forma tão irregular quanto se esperava. Em grande parte da região, ela oscilava apenas um ou dois graus. Klein passou então a estudar o magnetismo terrestre no norte.[20][21] Com a colaboração de integrantes do esquadrão, foram reunidas centenas de medições. Os resultados colocaram o centro da região do polo de inclinação norte na Ilha do Príncipe de Gales, cerca de 400 km a norte-noroeste das posições determinadas por Amundsen e Ross. As medições também mostraram que o polo de inclinação não se comportava como um ponto fixo, ocupando uma região aproximadamente elíptica cujos focos, separados por cerca de 400 km, ficavam na Península de Boothia e na Ilha Bathurst. Klein chamou esses dois focos de "polos locais", usados como referências em procedimentos de navegação de emergência.[20][21]

Cerca de três meses depois que os resultados de Klein foram comunicados oficialmente, uma expedição terrestre canadense foi enviada ao arquipélago para determinar a posição do polo magnético. R. Glenn Madill, chefe de Magnetismo Terrestre do Departamento de Minas e Recursos do Canadá, escreveu a Klein em 21 de julho de 1948:

"... concordamos em um ponto, que é a presença do que podemos chamar de polo magnético principal no noroeste da Ilha do Príncipe de Gales. Adotei como valor puramente preliminar a posição de latitude 73° N e longitude 100° O. Seu valor de 73°15′ N e 99°45′ O está em excelente concordância, e sugiro que use o seu valor."[20]
R. Glenn Madill

As duas posições diferiam em menos de 30 km.

Período moderno, após 1996

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Movimento do polo norte magnético terrestre nos últimos séculos. Nos anos mais recentes mostrados no mapa, o polo atravessou o Oceano Ártico em direção à Sibéria.
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Velocidade do deslocamento do polo norte magnético no modelo IGRF-12.

As medições feitas pelo governo canadense mostraram o deslocamento contínuo do polo para noroeste. Em 2001, uma expedição localizou-o em 81° 18′ N, 110° 48′ O.

Em abril de 2007, a última campanha publicada baseada em medições feitas diretamente no gelo situou o polo em 83° 57′ 00″ N, 120° 43′ 12″ O.[22] O polo percorreu cerca de 1.100 km no século XX. A velocidade aumentou de cerca de 9 km por ano em 1970 para uma média de 52 km por ano entre 2001 e 2007. Os integrantes da expedição de 2007 observaram que as medições terrestres estavam ficando logisticamente mais difíceis à medida que o polo se afastava de áreas habitadas e previram que sua posição passaria a ser obtida por dados de satélite.[22]

No fim de outubro de 2017, o polo cruzou a Linha Internacional de Data depois de passar a cerca de 390 km do polo norte geográfico.[5] A rápida migração observada nas décadas anteriores está relacionada a dois grandes lóbulos de fluxo magnético negativo na fronteira entre o núcleo e o manto, um sob o Canadá e outro sob a Sibéria. O alongamento do lóbulo canadense enfraqueceu sua expressão na superfície e deslocou o polo em direção ao lóbulo siberiano.[5]

Esse deslocamento se soma a uma variação diária, ou diurna, na qual o polo norte magnético percorre uma elipse irregular e pode afastar-se até cerca de 80 km de sua posição média.[23] A variação decorre de perturbações do campo geomagnético causadas por partículas carregadas vindas do Sol.

No início de 2019, o polo avançava do Canadá em direção à Sibéria a aproximadamente 55 km por ano.[24] Dados dos três satélites Swarm entre 2015 e 2019 permitiram calcular sua posição sem uma expedição terrestre. A posição projetada ao nível do solo para 2019 foi 86,60° N e 171,66° L.[2]

O WMM2025 calculou a posição de 2025 em 85,762° N e 139,298° L.[11] Medições usadas para avaliar o modelo durante 2025 deram ao polo norte magnético uma velocidade média de 36 km por ano, menor que a velocidade registrada no período de rápida aceleração das décadas anteriores.[25]

Exploração

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A primeira equipe de exploradores sem experiência polar prévia a alcançar o polo norte magnético chegou ao local em 1996 sob a liderança de David Hempleman-Adams. O grupo tinha a primeira mulher britânica, Sue Stockdale, e a primeira mulher sueca a alcançar o polo.[26][27][28] A equipe também determinou a posição do polo em nome da Universidade de Ottawa e certificou sua localização com magnetômetro e teodolito em 78° 35′ 42″ N, 104° 11′ 54″ O.[29][30]

A Polar Race foi uma competição realizada a cada dois anos entre 2003 e 2011. O percurso ia da comunidade de Resolute, às margens da baía de Resolute, em Nunavut, no norte do Canadá, até a posição de 1996 do polo norte magnético, em 78° 35′ 42″ N, 104° 11′ 54″ O.

Em 25 de julho de 2007, a BBC Two exibiu o especial Top Gear: Polar Special. Jeremy Clarkson e James May viajaram em um Toyota Hilux modificado até a posição de 1996 adotada como destino pelo programa.[31] Uma avaliação posterior do BBC Trust concluiu que Clarkson e May haviam feito uma viagem contínua até o destino indicado e que o uso de imagens de apoio não havia criado uma impressão falsa sobre o percurso.[32] O ponto alcançado não era a posição do polo em 2007. Naquele ano, o polo já havia avançado centenas de quilômetros para o norte, até aproximadamente 83° 57′ 00″ N, 120° 43′ 12″ O.[22]

Norte magnético e declinação magnética

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Declinação magnética em relação ao norte verdadeiro em 2000.

A bússola foi durante séculos um instrumento de navegação. Embora sistemas de posicionamento global tenham substituído muitos de seus usos, bússolas ainda são levadas a bordo de aviões e navios e usadas por navegadores recreativos e caminhantes.[33]

A direção indicada pela agulha de uma bússola recebe o nome de norte magnético. Ela não aponta, em geral, diretamente para o polo norte magnético nem para outro ponto geográfico fixo. A bússola se alinha à componente horizontal do campo geomagnético local, que muda de um ponto a outro da superfície terrestre e também com o tempo.[34] A diferença angular local entre o norte magnético e o norte verdadeiro é chamada de declinação magnética. A maioria dos sistemas de coordenadas cartográficas usa o norte verdadeiro, e a declinação costuma ser indicada nas legendas dos mapas para permitir a conversão entre as duas direções.[34]

Em 2001, a linha de declinação zero na América do Norte, chamada de linha agônica, seguia da região do polo norte magnético através do Lago Superior e para o sul até o Golfo do México. Ao longo dessa linha, o norte verdadeiro e o norte magnético coincidiam. A oeste dela, a bússola apontava a leste do norte verdadeiro e a declinação era convencionada como positiva. A leste, a bússola apontava a oeste do norte verdadeiro e a declinação era negativa.[35]

A declinação muda com a posição e com a data. O World Magnetic Model, usado para calcular o campo e a declinação em sistemas de navegação e orientação, é atualizado em ciclos previstos de cinco anos pela NOAA e pelo British Geological Survey.[25]

Polo norte geomagnético

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Esquema dos diferentes polos terrestres. A indica o eixo de rotação, A1 e A2 são os polos geográficos, B indica o eixo do dipolo geomagnético, B1 e B2 são os polos geomagnéticos e C1 e C2 são os polos magnéticos, onde o campo é vertical.

Como aproximação de primeira ordem, o campo magnético terrestre pode ser modelado como um dipolo simples, semelhante a uma barra magnética colocada no centro da Terra. Os polos geomagnéticos norte e sul são os dois pontos antípodas onde o eixo desse dipolo teórico cruza a superfície terrestre. No WMM2025, o eixo está inclinado 9,21° em relação ao eixo de rotação da Terra.[11]

Se o campo terrestre fosse um dipolo perfeito, as linhas de campo seriam verticais nos polos geomagnéticos e eles coincidiriam com os polos magnéticos. O campo real contém componentes que não pertencem ao dipolo simples, por isso os polos magnéticos e geomagnéticos ficam separados.[36] Os polos magnéticos, ao contrário dos geomagnéticos, também não são antípodas.[2]

Assim como o polo norte magnético, o polo norte geomagnético atrai o polo norte de uma barra magnética e, fisicamente, é um polo magnético sul. Com os coeficientes do WMM2025 para 2025, ele fica em 80,85° N e 72,76° O.[11] Os ovais de aurora ficam aproximadamente centrados nos polos geomagnéticos, embora sejam deslocados para o lado noturno e mudem de tamanho. As faixas de maior atividade costumam ficar entre 15° e 25° dos polos geomagnéticos.[11]

Inversão geomagnética

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A orientação do campo magnético terrestre já se inverteu muitas vezes, fazendo com que o norte magnético se tornasse sul e vice-versa. Esse fenômeno recebe o nome de inversão geomagnética. Registros dessas inversões estão presentes nas dorsais oceânicas, onde as placas tectônicas se afastam e o leito oceânico recebe novo material proveniente de magma. Quando o magma sobe do manto terrestre, esfria e se solidifica em rocha ígnea, seus minerais magnéticos adquirem uma magnetização orientada pelo campo existente durante o resfriamento. Esse processo, chamado magnetização termorremanente, conserva um registro da polaridade do campo.[37]

Ver também

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Referências

  1. 1 2 World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. «Magnetic North, Geomagnetic and Magnetic Poles» (em inglês). Consultado em 18 de dezembro de 2019
  2. 1 2 3 4 Regi, M.; Di Mauro, D.; Lepidi, S. (2021). «The Location of the Earth's Magnetic Poles From Circum-Terrestrial Observations». Journal of Geophysical Research: Space Physics (em inglês). 126 (2). doi:10.1029/2020JA028513
  3. ↑ «Using a compass» (em inglês). Natural Resources Canada. Consultado em 14 de setembro de 2026
  4. ↑ «Why does a magnetic compass point to the Geographic North Pole?» (em inglês). West Texas A&M University
  5. 1 2 3 Livermore, Philip W.; Finlay, Christopher C.; Bayliff, Matthew (2020). «Recent north magnetic pole acceleration towards Siberia caused by flux lobe elongation». Nature Geoscience (em inglês). 13 (5): 387–391. Bibcode:2020NatGe..13..387L. arXiv:2010.11033Acessível livremente. doi:10.1038/s41561-020-0570-9
  6. ↑ Merrill, Ronald T.; McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (1996). «Chapter 8». The magnetic field of the earth: paleomagnetism, the core, and the deep mantle (em inglês). [S.l.]: Academic Press. ISBN 978-0-12-491246-5
  7. ↑ Wei-Haas, Maya (4 de fevereiro de 2019). «Magnetic north just changed. Here's what that means» (em inglês). National Geographic. Consultado em 5 de fevereiro de 2019
  8. ↑ «The Magnetic North Pole» (em inglês). Woods Hole Oceanographic Institution. Consultado em 14 de setembro de 2026
  9. ↑ «North Magnetic Pole Moving East Due to Core Flux» (em inglês). National Geographic. 24 de dezembro de 2009
  10. ↑ Petrovich Dubrov, Aleksandr (11 de novembro de 2013). The Geomagnetic Field and Life (em inglês). [S.l.]: Springer US. p. 12. ISBN 9781475716108
  11. 1 2 3 4 5 6 7 «Wandering of the Geomagnetic Poles» (em inglês). National Centers for Environmental Information. Consultado em 14 de setembro de 2026
  12. ↑ Serway, Raymond A.; Vuille, Chris (2006). Essentials of college physics (em inglês). Estados Unidos: Cengage Learning. p. 493. ISBN 0-495-10619-4. Consultado em 19 de abril de 2012. Cópia arquivada em 15 de maio de 2019
  13. ↑ Russell, Randy. «Earth's Magnetic Poles». Windows to the Universe (em inglês). National Earth Science Teachers Association. Consultado em 19 de abril de 2012
  14. ↑ Coey, J. M. D. (2010). Magnetism and Magnetic Materials (em inglês). [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81614-4. doi:10.1017/CBO9780511845000
  15. ↑ Smith, Peter J.; Needham, Joseph (1967). «Magnetic Declination in Mediaeval China». Nature (em inglês). 214: 1213–1214. doi:10.1038/2141213b0
  16. 1 2 «Early Concept of the North Magnetic Pole» (em inglês). Natural Resources Canada
  17. ↑ Stern, David P. (2002). «A Millennium of Geomagnetism». Reviews of Geophysics (em inglês). 40 (3). doi:10.1029/2000RG000097
  18. ↑ Bushell, Jon (16 de outubro de 2023). «Magnetic Halley» (em inglês). The Royal Society. Consultado em 14 de setembro de 2026
  19. ↑ «History of Expeditions to the North Magnetic Pole» (em inglês). Natural Resources Canada
  20. 1 2 3 White, Ken (1994). World in Peril: The Origin, Mission & Scientific Findings of the 46th / 72nd Reconnaissance Squadron (em inglês) 2.ª revista ed. [S.l.]: K. W. White & Associates. ISBN 978-1883218102
  21. 1 2 Wack, Fred John (1992). The Secret Explorers: Saga of the 46th/72nd Reconnaissance Squadrons (em inglês). [S.l.]: Seeger's Print
  22. 1 2 3 Newitt, L. R.; Chulliat, A.; Orgeval, J.-J. (2009). «Location of the North Magnetic Pole in April 2007». Earth, Planets and Space (em inglês). 61: 703–710. doi:10.1186/BF03353178
  23. ↑ «Geomagnetism – Daily Movement of the North Magnetic Pole» (em inglês). Natural Resources Canada
  24. ↑ Associated Press (5 de fevereiro de 2019). «Polar express: magnetic north pole moving 'pretty fast' towards Russia» (em inglês). The Guardian
  25. 1 2 «2025 WMM Annual Report is Released» (em inglês). National Centers for Environmental Information. 9 de janeiro de 2026. Consultado em 14 de setembro de 2026
  26. ↑ Smith, Anna (17 de maio de 1996). «Scot of the Arctic; Sue conquers the North Pole». Daily Record (em inglês). Glasgow, Escócia. Consultado em 29 de janeiro de 2014
  27. ↑ «North Pole party for 'Grand Slam' Briton» (em inglês). BBC News. 30 de abril de 1998. Consultado em 12 de junho de 2008
  28. ↑ Smith, Anna. «I have to do this not just for me … but for Scotland; Pole star: Sue's going where no Scotswoman has gone before» (em inglês). Daily Record. Consultado em 29 de janeiro de 2014
  29. ↑ Jock Wishart. «1996 Certified Position of the Magnetic North Pole». Polar Race (em inglês)
  30. ↑ Wishart, Jock (13 de julho de 2006). «Magnetic North Pole Location, 1996 in Ellef Ringnes Island, Canada». Virtualglobetrotting (em inglês). Consultado em 21 de julho de 2019
  31. ↑ «Polar Challenge». Top Gear (em inglês). BBC Two. 25 de julho de 2007. Consultado em 19 de abril de 2012
  32. ↑ «Editorial Standards Findings: April 2008» (PDF) (em inglês). BBC Trust. Abril de 2008
  33. ↑ «Compass» (em inglês). National Geographic Society. 3 de dezembro de 2013. Consultado em 25 de agosto de 2018
  34. 1 2 «Magnetic declination» (em inglês). Natural Resources Canada. Consultado em 14 de setembro de 2026
  35. ↑ USGS Education (julho de 2001). «How To Use a Compass with a USGS Topographic Map» (em inglês). United States Geological Survey. Consultado em 25 de agosto de 2018
  36. ↑ «Geomagnetism Frequently Asked Questions» (em inglês). National Centers for Environmental Information. Consultado em 28 de abril de 2018
  37. ↑ «Earth's Inconstant Magnetic Field – Science Mission Directorate» (em inglês). NASA Science. 29 de dezembro de 2003. Consultado em 12 de julho de 2017

Ligações externas

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