Paleomagnetismo é o estudo da evolução do campo magnético terrestre em épocas geológicas passadas, com base nas rochas contendo minerais ferromagnéticos. No início da década de 1960, um cientista australiano encontrou um acampamento muito antigo onde os aborígenes cozinhavam as suas refeições. As pedras estavam magnetizadas. Cuidadosamente, retirou algumas pedras calcinadas, tendo o cuidado de verificar a sua orientação. Quando determinou a direção de magnetização das pedras, verificou que esta era exatamente o reverso da do campo magnético terrestre. Admitiu que provavelmente há 30 000 anos, quando o acampamento estivera ocupado, o campo magnético terrestre era reverso do atual, pelo que uma agulha magnética indicaria o Sul em vez do Norte.Os cientistas descobriram como poderiam determinar a direção do campo magnético terrestre no passado longínquo, não há centenas de anos mas há milhões de anos, antes dos seus instrumentos a registarem. Uma importante propriedade dos materiais magnetizáveis a temperaturas muito altas é que, quando a sua temperatura baixa para menos de 500 oC, ficam magnetizados na direção do campo magnético terrestre quando o material estava muito quente. Uma vez o material arrefecido, estes átomos mantêm-se nos seus lugares e mantêm-se sempre magnetizados na mesma direção. É a chamada magnetização termorremanescente, porque a magnetização é "memorizada" pela rocha mesmo depois de o campo magnético ter desaparecido.O mesmo se passa com os vulcões. Imaginemos um vulcão em erupção há 100 milhões de anos. Quando a lava solidifica e arrefece, fica magnetizada, constituindo um registo permanente do campo geomagnético de Cretácico médio, da mesma maneira que um fóssil regista um ser vivo antigo. Algumas rochas sedimentares podem também apresentar magnetismo sem remanescente. As rochas sedimentares são constituídas por partículas de sedimentos que são depositados nos fundos oceânicos e são litificados. Grãos magnéticos como, por exemplo, partículas de magnetite, podem ficar alinhados na direção do campo magnético existente quando são transportados em suspensão pela água, e esta orientação pode ser incorporada na rocha quando as partículas são litificadas.A magnetização sedimentar remanescente das rochas sedimentares pode também ser devida ao alinhamento paralelo de todos os seus pequeníssimos magnetes, que estavam orientados na direção do campo magnético prevalecente na altura em que se depositaram.O estudo do magnetismo antigo, denominado paleomagnetismo ou magnetismo fóssil, é um importante instrumento para estudar a história da Terra. Os cientistas recolhem amostras de rochas em todos os continentes e determinam a sua idade e magnetismo para reconstruir a história do campo magnético terrestre.As mais antigas rochas magnetizadas encontradas indicam que há 3500 milhões de anos a Terra tinha um campo magnético que não era diferente do atual. A inversão da polaridade magnética terrestre ocorreu 130 vezes durante os últimos 65 milhões de anos.A orientação do campo magnético terrestre na atualidade é referida como normal, e durante o tempo em que ocorreu a inversão denomina-se invertida.
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