Como cientistas conseguem descobrir o que existe quilômetros abaixo da superfície da Terra sem fazer uma única escavação? A resposta está em uma tecnologia capaz de detectar diferenças quase imperceptíveis no campo magnético do planeta. A partir dessas pequenas variações, pesquisadores conseguem identificar falhas geológicas, antigos rios de magma, depósitos minerais e estruturas escondidas no subsolo.A técnica voltou à evidência após um estudo realizado na Austrália ter produzido uma imagem mais detalhada da Australia Magnetic Anomaly — uma vasta estrutura subterrânea sob o Território do Norte cujo formato lembra o contorno do próprio continente australiano. O trabalho não exigiu novos voos nem novas medições em campo, mas um algoritmo de processamento que eliminou ruídos e distorções de levantamentos anteriores, revelando feições geológicas com maior clareza. Ou seja: os pesquisadores conseguiram extrair novas informações a partir de dados que já existiam.Pesquisadores da CSIRO identificaram uma anomalia magnética no norte da Austrália cuja forma lembra o contorno da costa do país. O padrão foi revelado com técnicas mais avançadas de processamento de dados – Imagem: CSIROO caso australiano ilustra como funciona uma ferramenta utilizada há décadas por geofísicos em diferentes partes do mundo — inclusive no Brasil. Para entender essa tecnologia, o Olhar Digital conversou com os professores Everton Frigo, Maximilian Fries e Daniele Pantoja Monteiro, do curso de Geofísica da Universidade Federal do Pampa (Unipampa), e com Gelvam André Hartmann, professor do Departamento de Geologia e Recursos Naturais do Instituto de Geociências da Unicamp. Nas respostas, os pesquisadores detalham como as rochas deixam “assinaturas” no campo magnético da Terra e de que forma essas informações ajudam a reconstruir a história do planeta.O subsolo deixa pistas invisíveis no campo magnéticoÀ primeira vista, duas rochas podem parecer praticamente iguais. Mas, para um geofísico, elas podem contar histórias completamente diferentes.Isso acontece porque cada tipo de rocha possui propriedades físicas próprias. Algumas quase não alteram o campo magnético ao seu redor. Outras — por concentrarem minerais como magnetita, titanomagnetita, hematita ou pirrotita — produzem pequenas perturbações locais no campo magnético que podem ser registradas por magnetômetros de alta sensibilidade. Mesmo quando esses minerais aparecem em concentrações baixas, eles são suficientes para gerar diferenças detectáveis, da ordem de poucos nanoteslas — valores milhões de vezes menores do que o campo magnético gerado por um ímã comum de geladeira.“As rochas não alteram o campo magnético global da Terra, mas produzem pequenas perturbações locais que podem ser medidas por magnetômetros extremamente sensíveis”, pontua Gelvam André Hartmann, da Unicamp.Como explicam os professores da Unipampa, o termo “anomalia”, em Geofísica, descreve exatamente a diferença entre o campo magnético esperado para uma região e o que realmente é medido pelos instrumentos em campo. Essas pequenas diferenças não revelam apenas quais rochas estão enterradas. Elas também guardam informações sobre o passado geológico da região.“Além da magnetização induzida pelo campo magnético terrestre atual, as rochas geralmente preservam uma magnetização remanente, registrada durante sua formação ou adquirida em eventos geológicos posteriores”, detalham Everton Frigo, Maximilian Fries e Daniele Pantoja Monteiro.Dessa forma, são as próprias rochas que mantêm o registro das condições magnéticas existentes quando foram formadas, enquanto as medições aeromagnéticas capturam esses sinais. A intensidade desse sinal depende de fatores como a quantidade de minerais magnéticos, a profundidade, a dimensão, a geometria e a orientação dos corpos rochosos.É importante fazer uma distinção: essas anomalias pesquisadas em levantamentos geológicos não têm relação com a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS). Enquanto as anomalias crustais são produzidas por rochas da crosta terrestre, a AMAS é um fenômeno de escala global gerado no núcleo externo da Terra, a milhares de quilômetros de profundidade. Seus efeitos estão associados à menor proteção contra partículas energéticas no espaço sobre o Atlântico Sul, afetando satélites e espaçonaves.Como um avião consegue investigar o que existe sob o soloSe as rochas provocam perturbações tão sutis no campo magnético, como os cientistas conseguem medir essas diferenças em áreas que se estendem por centenas ou milhares de quilômetros?O primeiro passo é colocar o magnetômetro para voar. Nos levantamentos aeromagnéticos, aeronaves equipadas com sensores percorrem trajetórias paralelas sobre a área investigada. Para evitar que a fuselagem metálica do próprio avião interfira nas medições, os sensores são instalados em uma estrutura alongada na cauda da aeronave.Aviões equipados com magnetômetros instalados na cauda sobrevoam grandes áreas para registrar pequenas variações do campo magnético e ajudar cientistas a investigar a estrutura do subsolo – Imagem: GSSADurante o voo, o equipamento realiza dezenas ou centenas de medições por segundo. Como as aeronaves operam em baixas altitudes — geralmente em torno de 100 metros acima do terreno — e seguem linhas espaçadas regularmente, é possível construir um retrato detalhado do sinal magnético ao longo do percurso.Quando o avião pousa, os dados ainda são uma sequência bruta de medições. Antes de serem interpretados, eles passam por etapas de processamento para eliminar ruídos do equipamento, variações de navegação e as oscilações naturais do próprio planeta. Em seguida, os pesquisadores removem a contribuição do campo geomagnético principal (gerado no núcleo) para isolar apenas o sinal produzido pelas rochas da crosta.O resultado desse refinamento são os mapas de anomalias magnéticas, que mostram a distribuição espacial das variações no subsolo. “A interpretação desses mapas permite identificar padrões relacionados a importantes feições geológicas, como falhas, zonas de cisalhamento, diques, intrusões ígneas, contatos entre diferentes unidades litológicas e possíveis corpos mineralizados”, apontam os pesquisadores.Atualmente, também são empregadas técnicas de inversão geofísica: modelos computacionais dividem a subsuperfície em elementos menores e estimam quais distribuições de propriedades magnéticas seriam capazes de produzir os sinais medidos na superfície, auxiliando na construção de modelos 2D e 3D do subsolo.Essa evolução na análise computacional mostra que o verdadeiro potencial da geofísica atual nem sempre exige novos voos. Ao aplicar algoritmos de inversão geofísica em acervos antigos, cientistas conseguem eliminar ruídos e refinar a resolução das imagens. Isso significa que dados coletados há décadas em várias partes do mundo — inclusive no Brasil — ainda guardam segredos valiosos à espera de softwares mais avançados.É no processamento que os mapas ganham formaColetar os dados no ar é apenas metade do trabalho. Quando o avião pousa, as medições registradas pelo magnetômetro formam um conjunto bruto de dados que mistura a resposta das rochas com interferências da própria aeronave e variações naturais do campo magnético terrestre.Para isolar o sinal das rochas, entra em cena um rigoroso trabalho de filtragem. Os pesquisadores da Unipampa explicam que uma das primeiras etapas é a compensação magnética — um cálculo matemático que remove as interferências geradas pela estrutura metálica e pelos sistemas elétricos do próprio avião em movimento.Em seguida, algoritmos aplicam filtros de frequência para “fatiar” a informação. Essa separação permite distinguir os sinais vindos de estruturas rasas (como potenciais depósitos minerais) daqueles originados em formações rochosas a quilômetros de profundidade no interior da crosta.É esse refinamento computacional que transforma milhões de medições em mapas geológicos detalhados. Ao analisar o estudo australiano, Gelvam André Hartmann lembrou que “a anomalia em si já era conhecida.” Ele continuou: “O principal avanço do trabalho está na aplicação de técnicas modernas de processamento e interpretação, que permitiram extrair muito mais informação geológica de um conjunto de dados já existente”.Atualmente, o reprocessamento de dados antigos com novos softwares permite eliminar artefatos de medição, refinar a resolução das imagens e aplicar técnicas de inversão geofísica — modelos computacionais 2D e 3D que estimam a profundidade e a geometria das formações rochosas sem necessidade de novos levantamentos de campo.O mapa mostra tudo? A busca por respostas precisasApesar da comparação frequente com um “raio X”, esses mapas não funcionam como uma fotografia direta do interior do planeta. “A analogia ajuda a explicar a ideia para o público, mas tem limitações”, observa Gelvam André Hartmann. “Talvez a melhor analogia seja dizer que o levantamento aeromagnético funciona como um exame de imagem: ele revela padrões invisíveis a olho nu, orienta onde investigar com maior detalhe e reduz significativamente as incertezas, mas dificilmente responde sozinho todas as perguntas sobre o subsolo.”Essa limitação ocorre porque uma mesma resposta magnética registrada na superfície pode ser gerada por diferentes configurações geológicas em profundidade — como combinações distintas de formato, tamanho, profundidade ou quantidade de minerais magnéticos. “Uma mesma anomalia observada na superfície pode ser explicada por diferentes cenários no subsolo. Por esses motivos, os dados magnéticos raramente são interpretados de forma isolada”, completam os professores da Unipampa.Entre as técnicas complementares estão a gravimetria, que mede variações de densidade entre as rochas; os métodos elétricos e eletromagnéticos, que analisam a resistividade e condutividade; e os métodos sísmicos, que exploram as propriedades elásticas dos materiais. Na prática, a magnetometria também é integrada à gamaespectrometria, técnica que mede a radiação gama emitida naturalmente por elementos como potássio, urânio e tório para diferenciar unidades geológicas com respostas magnéticas parecidas.Foi a integração dessas técnicas geofísicas, combinada a novos métodos de filtragem de dados, que permitiu aos pesquisadores australianos reinterpretar a estrutura subterrânea no Território do Norte, refinando o conhecimento sobre formações vulcânicas e sedimentares depositadas há mais de 1,5 bilhão de anos.Muito além da ciência puraAlém de ajudar a compreender a história da Terra, a magnetometria é uma ferramenta essencial na prospecção mineral e no planejamento de novas campanhas de exploração.Muitos depósitos minerais estão associados a estruturas geológicas que produzem contrastes nas propriedades magnéticas das rochas. Falhas, zonas de cisalhamento e sistemas de fraturas, por exemplo, podem indicar ambientes favoráveis à concentração de ouro, cobre, níquel, minério de ferro e outros recursos de interesse econômico.Nos últimos anos, os drones também passaram a integrar essas investigações. Equipados com magnetômetros, os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) conseguem voar mais próximos do solo e adquirir dados em alta resolução em áreas específicas. Em geral, são utilizados após os levantamentos aeromagnéticos regionais para detalhar o subsolo e orientar etapas posteriores da exploração geológica, como as perfurações de sondagem.A aplicação da técnica também teve papel importante na história da ciência. Nas décadas de 1950 e 1960, a identificação de faixas de anomalias magnéticas no fundo dos oceanos forneceu evidências da expansão do assoalho oceânico, contribuindo para a consolidação da Teoria da Tectônica de Placas.O Brasil na aerogeofísicaApesar do destaque recente para o caso australiano, levantamentos aeromagnéticos fazem parte da rotina da Geofísica brasileira há décadas. Praticamente todo o território nacional apresenta anomalias magnéticas associadas às rochas da crosta.A aeronave PBY-5 Canso (Catalina), utilizada pela Prospec no primeiro levantamento aerogeofísico realizado no Brasil, em 1953, durante campanha em São João del-Rei (MG) – Imagem: Reprodução / SBGfOs primeiros aerolevantamentos no Brasil remontam ao início da década de 1950, em São João del-Rei (MG). O projeto, contratado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), utilizou sensores magnéticos e radiométricos a bordo de aeronaves para auxiliar na prospecção de minerais radioativos, como o urânio. O estudo demonstrou a viabilidade de investigar grandes áreas de forma rápida a partir do ar.Atualmente, boa parte dos dados obtidos por programas públicos está disponível gratuitamente no Serviço Geológico do Brasil (SGB). Esse acervo permitiu apoiar a exploração mineral em regiões como a Província Mineral de Carajás (PA), onde anomalias magnéticas ajudaram a identificar e delimitar formações ferríferas que abrigam algumas das maiores reservas de minério de ferro do mundo, além do Quadrilátero Ferrífero (MG).Mapa magnetométrico do território brasileiro destaca variações no campo magnético causadas por formações rochosas na crosta terrestre. Áreas em bege indicam setores ainda não cobertos por aerolevantamentosLevantamentos semelhantes também foram empregados na Província Aurífera do Tapajós (PA), na Província Estanífera de Rondônia, em áreas de níquel e cobre em Goiás e na Bahia, e em setores do Escudo Sul-rio-grandense.Assim, quando pesquisadores explicam que é possível investigar o que existe quilômetros abaixo da superfície sem escavar o solo, não se trata de adivinhação. É o resultado da combinação entre física, geologia e tecnologia — pequenas alterações no campo magnético que, quando interpretadas corretamente, ajudam a revelar a estrutura e a história do subsolo.O post Como cientistas usam o campo magnético para enxergar o subsolo apareceu primeiro em Olhar Digital.