Observatório Magnético de Tatuoca: desvendando os mistérios do campo magnético na Amazônia

No coração do norte do Brasil, onde a imponente Floresta Amazônica encontra as águas do Atlântico, reside uma importante instalação científica: o Observatório Magnético de Tatuoca (OMT). Fundado em 1957 pelo Observatório Nacional (ON/MCTI), o Observatório Magnético de Tatuoca faz parte da rede internacional de observatórios INTERMAGNET e desempenha um papel fundamental na compreensão dos fenômenos geofísicos da Terra.

Localizado em uma ilha desabitada, a apenas 12 km da costa de Belém, no Pará, o observatório é acessível apenas por uma viagem de barco de cerca de 30 minutos. Tatuoca não possui moradores, carros nem outras atividades além do observatório magnético. Por isso, o ambiente é propício para as captações de dados e para medições geofísicas precisas.

Instalações do OMT

A Ilha de Tatuoca: Ciência e Natureza

A história do OMT começa em 1933, com a instalação de uma estação magnética temporária. A escolha de Tatuoca foi estratégica: a proximidade com o equador geográfico e o equador magnético da Terra faz da ilha um local privilegiado para a captação de dados magnéticos. Em 1957, o observatório começou a realizar medições contínuas, que se mostraram essenciais para a compreensão do equador magnético e do eletrojato equatorial, dois fenômenos geomagnéticos importantíssimos.

Em 2012, o Observatório de Tatuoca registrou um feito importante: a passagem do equador magnético, região da superfície terrestre onde o campo magnético é completamente horizontal. É diferente, por exemplo, dos pólos magnéticos, nos quais o campo é totalmente vertical.

A evolução do equador magnético é consequência da atividade no núcleo da Terra. Assim, os dados que monitoram o campo magnético da Terra e registram a posição do equador magnético podem ser usados em estudos sobre o interior profundo do planeta, bem como para estudos de geofísica espacial.

Este comportamento do campo no chamado equador magnético é responsável pela formação de uma intensa corrente elétrica na região da ionosfera, chamada de eletrojato equatorial.

O Campo Magnético: O Escudo Invisível da Terra

A mais de 2900 km de profundidade, no núcleo externo da Terra, um líquido rico em ferro e níquel em constante movimento e altas temperaturas gera o campo magnético do planeta. Este campo magnético, invisível a olho nu, é fundamental para a proteção da vida no planeta contra o vento solar e os raios cósmicos, conjuntos de partículas que vêm do espaço em direção à Terra. Durante tempestades magnéticas, o campo evita que ocorra interrupção na transmissão de energia elétrica ou em sistemas de comunicação por satélite.

O Observatório Nacional monitora continuamente o campo magnético da Terra, realizando medições de alta precisão. Os dados coletados não só ajudam na compreensão dos fenômenos geofísicos, mas também têm aplicações práticas importantes, como na exploração mineral e petrolífera.

Cooperação e Modernização

Nos últimos anos, o OMT tem recebido visitas regulares do Observatório Nacional, em parceria com o instituto GFZ-Potsdam, para modernização da estrutura e treinamento da equipe. Esses esforços culminaram na integração do observatório à rede INTERMAGNET em 2019.

Mapa dos observatórios que fazem parte da rede INTERMAGNET. Fonte: Figura elaborada por Gabriel Brando Soares

Além disso, existe uma colaboração entre o ON e a Universidade Federal do Pará (UFPA), principalmente com o Instituto de Geociências da UFPA. A UFPA colabora constantemente com as atividades no observatório de Tatuoca, incluindo auxílio para realização das medições, recuperação do precioso acervo dos dados antigos de OMT e processamento de dados. Além disso, desenvolve pesquisa em geomagnetismo, com orientação conjunta de alunos.

“Os dados obtidos em Tatuoca são fundamentais para um melhor entendimento de fenômenos importantes em geofísica da Terra Sólida, assim como para mapear características físicas do campo magnético que circunda o planeta, com implicações diretas em geofísica espacial. Para aprimorar o funcionamento do OMT e explorar melhor o seu potencial científico, temos intensificado nossa cooperação com os pesquisadores da UFPA através de um acordo de cooperação científica mais amplo, que envolverá também pesquisas em outras áreas do conhecimento. Além disso, investimentos importantes estão sendo realizados para melhorar as condições de trabalho dos servidores do ON em Tatuoca e também para equipar melhor o OMT, o que certamente trará ganhos científicos significativos para o País”, destacou o Dr. Jailson Alcaniz, diretor do Observatório Nacional.

O professor Cristiano Mendel, atual vice-diretor de Instituto de Geociências da UFPA, destacou:

“Existe atualmente um acordo formal de Cooperação Científica entre a UFPA e o ON. Agora estamos em uma fase de integração e intensificação de esforços de colaboração em pesquisa, ensino e extensão entre o ON, a UFPA e parceiros internacionais, pretendendo estabelecer Tatuoca como uma Ilha de Ciências na Amazônia, integrando saberes, desenvolvendo pesquisa e formando alunos em temas importantíssimos sobre a foz e a Amazônia oriental.”

Segundo o professor da UFPA, há décadas a Geofísica da UFPA colabora com o ON em um esforço de contribuição ao geomagnetismo, e a intenção é sempre intensificar esta colaboração.

“Mas além de manter o ininterrupto monitoramento do campo magnético da Terra, a ideia é adicionar ao conjunto de equipamentos magnéticos o monitoramentos em diferentes ciências, aproveitando a importante infraestrutura já disponível, mas sem afetar a qualidade das aquisições magnéticas. A localização de Tatuoca na estuário é estratégica para o monitoramento físico e químico das águas e da atmosfera. Então, ações estão em curso para completarmos a instalação de equipamentos de monitoramento oceanográficos e meteorológicos em Tatuoca. Estes parâmetros também são fundamentais para estudos em Ciências Ambientais”, completou.

Cristiano enfatizou que, com este conjunto de dados, uma possibilidade importante é a integração com as observações de satélites, aproveitando os parâmetros físicos coletados na Ilha para calibrar o monitoramento remoto satelital. Outra importante frente de colaboração é quanto à digitalização do acervo de 50 anos de dados magnéticos de Tatuoca analogicamente registrados em papel. Esta é uma parceria com pesquisadores de Arquivologia e Ciência da informação da UFPA, também conjuntamente com importantes grupos internacionais.

Investimento em transporte e infraestrutura

Para facilitar o transporte dos servidores que trabalham em Tatuoca, o Observatório Nacional adquiriu recentemente uma lancha. A embarcação garante segurança, comodidade e conforto para os funcionários.

Imagens da lancha recém-adquirida pelo ON

“A aquisição da nova lancha representa uma iniciativa estratégica de grande relevância para Tatuoca, trazendo múltiplos benefícios. Este novo meio de transporte oferecerá maior eficiência e segurança para a equipe técnica do Observatório Nacional (ON) e visitantes da ilha, facilitando o deslocamento diário e sendo crucial em situações de emergência. Além disso, a embarcação promoverá uma melhor integração de Tatuoca com as regiões circundantes, inaugurando uma nova fase de atividades para o Observatório de Tatuoca. Esta iniciativa possibilitará a expansão da rede de estações magnéticas fixas, seguindo um calendário preestabelecido, o que resultará em um aumento significativo de dados e informações coletadas pelo Observatório Magnético de Tatuoca, fortalecendo assim a pesquisa científica na região”, destacou o Dr. Fábio Vieira, Coordenador da Geofísica do ON (COGEO).

Imagens da lancha recém-adquirida pelo ON

Em uma visita ao observatório no dia 8 de julho, uma equipe do ON conheceu a nova lancha e discutiu futuras melhorias para o Observatório. A equipe foi formada pelo diretor Dr. Jailson Alcaniz; o gestor da COGEO, Dr. Fábio Vieira; o chefe da Divisão de Tecnologia da Informação do ON, Jorge Eduardo Mansur; e a jornalista do ON, Lorena Amaro. A visita foi guiada pelo Prof. Cristiano da UFPA, que contou a história do Observatório, explicou seu funcionamento, importância para pesquisa científica e apresentou o acervo histórico e os equipamentos do OMT. 

Prof. Cristiano apresenta equipamentos históricos de Tatuoca

Também estiveram presentes na ocasião o Diretor do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), Dr. Wagner Corradi; o Diretor do IRD (Institut de recherche pour le développement) no Brasil, Dr. Abdelfettah Sifeddine; e os professores da UFPA, Dr. Laurent Polidori, pesquisador em Geoprocessamento e Ciências Ambientais, e o Dr. Cristian Berrio Zapata,  pesquisador em Arquivologia e Ciências da Informação. Receberam os visitantes os técnicos do Observatório Alex Geovany da Silva Miranda, chefe do OMT, Lauro Amaral Zeferino, Ronan do Socorro Miranda Miranda, Fabio Junior Coelho Malcher e Suelen Buzaglo.

Visita ao Observatório Magnético de Tatuoca 

Medições realizadas no Observatório Magnético de Tatuoca

Existem dois tipos de observações feitas em cada observatório magnético: as absolutas e as relativas. Quando se faz uma medição absoluta, registram-se ângulos de declinação e inclinação por meio de um instrumento chamado DI-fluxgate teodolito e a intensidade total por meio do magnetômetro overhauser, como o GSM-19. Estas medições são feitas manualmente, duas vezes por semana, por técnicos especializados do ON. Já as observações relativas são adquiridas automaticamente e ininterruptamente a cada segundo por equipamentos eletrônicos, registrando a variação do campo magnético, e estes dados são imediatamente disponibilizados via internet para toda a comunidade científica global. 

Registro do campo geomagnético

Aplicações e descobertas

As medições realizadas em Tatuoca são essenciais para diversos estudos geofísicos. Além de sua importância científica, esses dados têm aplicações práticas na indústria de mineração e na exploração petrolífera, auxiliando na determinação de propriedades físicas de estruturas geológicas abaixo da superfície.

A verificação da atividade geomagnética é outra aplicação importante dos dados de observatórios transmitidos em tempo real. Por exemplo, quando há fortes tempestades magnéticas, não é recomendável a realização de levantamentos porque a correção dos dados seria praticamente inviável. 

As tempestades magnéticas podem ter uma importante consequência: as GICs (do inglês Geomagnetically Induced Currents) ou correntes geomagnéticas induzidas. Durante as tempestades magnéticas, correntes induzidas podem fluir nos fios de alta tensão — o que tem potencial de destruir transformadores elétricos. 

Representação artística da interação Sol-Terra com ejeção de partículas energéticas em direção à Terra. São as ejeções de massa coronal que podem produzir tempestades geomagnéticas. Fonte: Figura elaborada por Gregório Holanda.

Anomalia Magnética do Atlântico Sul

Ilustração da AMAS. Fonte: ESA

Um fenômeno notável que tem relação com o campo geomagnético é a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS), onde o campo magnético da Terra é mais fraco. Essa anomalia permite a entrada de partículas de alta energia na magnetosfera, representando um risco para satélites e astronautas.

A AMAS tem se deslocado gradualmente para o Brasil desde o século XVII, aumentando em extensão e diminuindo a intensidade do campo magnético, o que torna a região um ponto focal para estudos geofísicos.

Além do OMT, o Observatório Nacional também possui e opera o centenário Observatório Magnéticos de Vassouras (VSS), a 120 km da cidade do Rio de Janeiro, que funciona continuamente desde 1915, o que faz dele um dos observatórios mais antigos do mundo. O VSS tem uma posição privilegiada para monitorar a AMAS.

Mapa dos observatórios magnéticos existentes (preto) e futuros (verdes). As linhas azuis mostram a intensidade do campo geomagnético no Brasil e a AMAS. A linha vermelha mostra o equador magnético. Fonte: Figura elaborada por Gabriel Brando Soares

Além disso, em 2019, o Observatório Nacional instalou uma estação magnética em Macapá, no Amapá, em cooperação com o GFZ-Potsdam (Centro Alemão de Pesquisas em Geociências) e com o grupo de geofísica da Universidade Federal do Pará. 

Pioneirismo e Importância Global

A longa história de produção de dados geomagnéticos coloca o Brasil em destaque no cenário científico global. Além disso, o país está localizado em uma região privilegiada para a observação de importantes fenômenos do magnetismo terrestre.

Os dados gerados pelo Observatório Nacional são utilizados em pesquisas de excelência, contribuindo para modelos globais do campo magnético e estudos práticos em diversas indústrias.

A importância das medições feitas em Tatuoca transcende a ciência pura, impactando diretamente a sociedade e seu desenvolvimento tecnológico.

Imagem aérea de Tatuoca