Introdução

Propriedades magnéticas da Terra

Quando se usa uma bússola, seu polo N (norte), é atraído pelo polo sul que está magnetizado, é isso que ocorre com a Terra. Por ser um imã gigantesco; o polo desse imã está situado numa região conhecida por como Polo Norte Geográfico. Uma vez que polos diferentes se atraem, o polo N de uma agulha magnética é atraído em direção ao polo S do imã Terra. Isto é, em direção ao Norte geográfico. (Como é ilustrado na figura 1).

A agulha de uma bussola indica a direção geográfica norte-sul, mas apenas de forma aproximada. Os polos norte e sul geográficos são os dois pontos de interseção do eixo de rotação da Terra com a sua superfície. A agulha da bussola muitas vezes se desvia para leste ou para oeste. Este ângulo de desvio é chamado de declinação. (Como é mostrado na figura 2). A declinação é pequena no Japão, mas na parte central da Groelândia é de 60º para oeste. Apenas ao longo da linha cujo valor da declinação é zero grau, é que a agulha aponta para o norte verdadeiro.

Uma agulha imantada de bussola, equilibrada pelo seu centro de gravidade, não permanecera em posição horizontal. A extremidade que aponta para o norte inclina-se para baixo no Hemisfério Norte da mesma forma que a extremidade que aponta para o sul, inclina-se para baixo no Hemisfério Sul. Este ângulo de desvio da posição horizontal é chamado de inclinação magnética. O ângulo de inclinação também varia de acordo com a localização; o ângulo é quase nulo no Equador, aumentando, porem com a latitude. (Como mostrado na figura 3).

Em qualquer local do globo, além da inclinação e da declinação que determinam a direção da agulha, o campo magnético da Terra é também caracterizado por sua intensidade (que é medida em gauss).

No século XVI, Willian Gilbert, físico da Rainha Elizabeth I, cortou um imã na forma de esfera e estudou a direção do campo magnético sobre a sua superfície. Ele verificou que a distribuição da inclinação coincidia com o que então se conhecia em relação ao campo magnético da Terra. Concluiu desse fato que a própria Terra era um gigantesco imã esférico. Posteriormente, os geocientistas descobriram que, considerando também a distribuição da declinação, o campo magnético de Terra é melhor representado pelo campo magnético de um imã esférico, cujo eixo está inclinado 11º em relação ao seu eixo geográfico.

Um imã infinitamente pequeno cujos polos estejam infinitamente próximos, é chamado de imã dipolo e seu campo magnético de campo dipolo. O campo magnético terrestre pode ser representado por um campo dipolo cujo eixo esteja inclinado 11º em relação ao eixo geográfico da Terra (pois pode ser provado matematicamente que o campo magnético de um imã esférico que esteja uniformemente imantado em

determinada direção, é o mesmo que o de um dipolo colocado no centro da esfera na mesma direção). O eixo dipolo, se estendido, intercepta a superfície terrestre em dois a pontos situados a 78,5º N, 69º W (a noroeste da Groelândia) e 78,5º S, 111º E (na Antártica). Esses pontos são chamados de polos geomagnéticos e devem ser distinguidos dos polos N e S da Terra, mencionados anteriormente.

Embora o campo dipolo se aproxime do campo magnético terrestre, minuciosos estudos mostram que o campo da Terra possui irregularidades de tal modo acentuadas que algumas diferenças existem entre ele e o de um simples campo dipolo. Esta diferença é chamada de campo não-dipolo ou anomalia geomagnética.

O campo magnético da Terra é variável

Registros contínuos do magnetismo terrestre em qualquer observatório mostram que o campo magnético da Terra não é constante, mas que esta mudando continuamente. De fato, dia a dia, há uma variação pequena, porém bem regular (denominada variação diária). A variação da declinação é da ordem de poucos minutos de arco, e a variação de intensidade é da ordem de 10-4 gauss. (Conforme mostrado na figura 4, que ilustra a variação média diária registrada no Observatório Kakioka no Japão).

Em determinados dias, ocorrem grandes perturbações, equivalentes a vários graus na declinação e a 0,01 gauss ou mais em intensidade. Esses distúrbios são chamados de tempestades magnéticas. Uma tempestade magnética que leva dias para se acalmar, pode ser acompanhada por perturbações nas comunicações de radio e, por vezes pelo aparecimento da aurora nas regiões polares.

Uma vez que as variações diárias e as tempestades magnéticas constituem mudanças rápidas e passageiras, é pouco provável que suas causas se situem dentro da Terra: de fato, tais variações são causadas por correntes elétricas na alta atmosfera. Há uma região chamada ionosfera, situada algumas centenas de quilômetros acima da superfície terrestre, na qual os átomos de oxigênio e nitrogênio são despojados de seus elétrons pela radiação proveniente do sol. Na ionosfera partícula positiva e negativamente carregadas (íons e elétrons) fazem do ar uma condutor de eletricidade. Correntes elétricas produzem campos magnéticos que causam variações passageiras no campo magnético terrestre.

O padrão do campo geomagnético deriva a oeste

Os valores médios do campo magnético registrados ao longo do intervalo de tempo não são constantes. (A figura “da pag 74 3.9” mostra a mudança ocorrida na declinação e inclinação em Londres e em Paris durante os últimos séculos). A variação registrada em longos intervalos de tempo é chamada de variação secular. Enquanto as mudanças anuais são pequenas (da ordem de 10-4 gauss), as mudanças ocorridas ao longo de varias décadas podem ser apreciáveis (Como vistos na figura 5).

Um fenômeno dos mais importantes sobre a variação secular é a “deriva a oeste” – isto é, os padrões de distribuição do campo geomagnético movem-se lentamente em direção a oeste. A velocidade da deriva a oeste é de aproximadamente, 0,18º de longitude por ano; nessa velocidade o padrão deve dar uma volta completa na Terra em cerca de 2000 anos. A velocidade de deriva a oeste é significativa. Ao contrario das tempestades magnéticas que resultam das causas externas, as anomalias geomagnéticas de larga escala e sua deriva a oeste devem ser provenientes de causas situadas no interior da Terra. De modo geral, mudanças no interior da Terra ocorrem muito lentamente, envolvendo milhões e até mesmo bilhões de anos; em comparação dois mil anos é tempo muito pequeno. De fato, como veremos, isto constitui chave importante para a explicação do magnetismo terrestre.

A variação secular não esta limitada a declinação, inclinação ou intensidade do campo terrestre. O próprio momento magnético do dipolo terrestre também muda ligeiramente da ano para ano.

O momento magnético de um imã pode ser calculado, entre outras maneiras, a partir da intensidade do campo magnético que ele produz: esta é a maneira pela qual é determinado o momento magnético do dipolo terrestre. Quando Gauss fez esse calculo pela primeira vez, no começo do século XIX, seu valor era de 8,5x1025 uem CGS. Desde então ele vem diminuindo constantemente (como mostrado na figura anterior); em 1960 era 8,0x1025 uem. Mantida essa proporção o campo magnético da Terra desapareceria em 2000 anos. Com isso é possível notar que o campo magnético esta mudando.

Hipóteses sobre a origem do campo magnético terrestre

1. A hipótese do imã permanenteUm campo magnético pode ser produzido por substancia magnetizada ou por correntes elétricas. Nossos ancestrais pensavam que o campo magnético terrestre fosse causado por um grande ima enterrado dentro da Terra. Afinal a Terra contem depósitos de minério de ferro, e, além disso, o seu núcleo é constituído de ferro e níquel, que são ferromagnéticos. Se o núcleo, com raio que ultrapassa 3400 km, for realmente um imã permanente, o principal campo da Terre pode ser explicado. Além disso as anomalia geomagnéticas podem também ser explicadas, se admitirmos certa falta de homogeneidade. Tal interpretação, contudo tem um defeito fatal. As substancias ferromagnéticas – caso do ferro e do níquel – perdem seu ferromagnetismo acima do ponto Curie*. Este é de 770ºC para o ferro e de 360º para o níquel. Se a temperatura do núcleo for mais alta, o ferro e o níquel não podem conservar seu ferromagnetismo. Por estudos feitos – inclusive com ondas sísmicas – o núcleo externo esta em estado “liquido”. Se, no núcleo externo o ferro e o níquel estiverem no estado liquido, a temperatura nessa região deve ser muito alta. Em geral o aumento do ponto de fusão de uma substancia aumenta com o aumento da pressão. No núcleo onde a pressão ultrapassa 106 bárias, os pontos

*(a energia térmica de um átomo é zero a -273º, e aumenta com a temperatura até que em um ponto particular excede a energia de troca; a substancia deixa de ser ferromagnética, esta temperatura é chamada de ponto de Curie)

de fusão do ferro e do níquel devem ser consideravelmente mais altos do que na superfície. Por conseguinte, uma vez que é quase certo que a temperatura do núcleo está acima de 2000ºC, é impossível ao ferro e ao níquel conservarem seu ferromagnetismo. Logo, o núcleo da Terra não pode ser um imã permanente.Foi sugerido também que a hipótese do imã permanente poderia ser sustentada uma vez que sobre efeito da pressão, se elevaria o ponto Curie, e as pressões no núcleo são enormes. Experiências, contudo, vieram demonstrar que embora o ponto Curie possa, de fato, elevar-se com o aumento da pressão, isso somente ocorre na proporção de 1ºC por 105 bárias. A hipótese do imã permanente poderia ainda ser afastada de maneira mais simples, pois, se o núcleo externo se encontra realmente em estado líquido, não se conhece substancia líquida que seja magnética, nem teoricamente é provável que exista tal substancia.Se olharmos também outras hipóteses, de o manto ou a crosta ser magnetizadas permanentemente. No caso do manto, a alta temperatura levantaria o mesmo problema. E a crosta não ocorre esse problema, só na década de 1950, é que houve tentativas de atribuir o campo magnético da Terra à magnetização das rochas da crosta por meio de campos externos como sejam as tempestades magnéticas. Esta teoria foi derrubada quando ficou demonstrado que a magnetização da crosta é muito fraca para ter produzido o campo magnético da Terra.

2. Outras hipóteses sobre a causa do magnetismo terrestreSe existem partículas carregadas eletricamente na superfície ou no interior da Terra e que giram com ela, deveria se constituir uma espécie de correte elétrica e, dessa forma, produzir um campo magnético. Alguns cientistas afirmaram que esta era a causa do magnetismo terrestre. No entanto, para produzir o campo geomagnético observado, seriam necessárias correntes elétricas da ordem de 109

ampères. Isso implicaria na existência de campo elétrico muito forte na superfície da Terra. Tal como não existe.Tentou-se então explicar o campo geomagnético como sendo resultado do efeito giromagnético. Quando uma substancia entra em rotação, seriam afetados os movimentos orbitais e giratórios de seus elétrons; neste caso mudaria o movimento magnético da substancia; se seu valor fosse inicialmente igual a zero, a substancia passa ria a ter um determinado momento magnético como resultado da rotação.Esta especulação teórica foi confirmada experimentalmente por S. J, Barnett em 1914, sendo, por isso, algumas vezes chamada de efeito Barnett, Barnett imprimiu movimento de alta velocidade numa substancia ferromagnética; embora a substancia adquirisse, de fato, um momento magnético, ele era muito fraco e difícil de ser medido. A Terra na sua maior parte é constituída por substancias não-ferromagnéticas, e seu movimento de rotação diário é relativamente lento. Portanto, dificilmente poderíamos esperar forme efeito

giromagnético; de fato, o campo magnético produzido pelo efeito giromagnético seria 10 bilhões de vezes mais fraco do que o campo real. O efeito giromagnético não pode ser a causa do magnetismo terrestre.

3. Uma experiência negativaUma das tentativas mais interessantes para explicar o campo geomagnético em consequência da rotação da Terra, foi realizada em 1947 pelo inglês P. M. S. Blackett, detentor de um Premio Nobel. Sendo cientista de grande envergadura, sua hipótese obteve larga repercussão. Sabe-se que o sol e algumas estrelas possuem campos magnéticos. Assim, Blackett formulou a teoria de que, pela rotação, qualquer corpo celeste se torna magnético, independentemente de ser constituído ou não por materiais ferromagnéticos. Sugeriu que, embora desconhecido, se tratava de um principio fundamental de Física. Posteriormente, afirmou que a intensidade assinalada do campo magnético terrestre, da mesma maneira que a do campo solar (então admitiu como sendo 50 a 60 gauss), e a determinada estrela, podia ser derivada, teoricamente, a partir da massa e da velocidade de rotação do respectivo corpo.Algum tempo mais tarde, contudo, medidas acuradas do campo solar revelaram que sua intensidade é baixa (alguns gauss) e varia com o tempo. A teoria de Blackett não se aplicaria, então, ao campo solar.Se, como queria Blackett, a rotação de um corpo celeste causasse diretamente sua magnetização, a Terra, na sua totalidade, deveria ser responsável por seu próprio campo. Então, a intensidade do campo deve diminuir com a profundidade. A intensidade do campo magnético foi verificada por S. K Runcorn (1950-1951) numa mina de carvão inglesa no Oceano Pacífico por um navio oceanográfico dinamarquês, o Galathea (1950-1952); ambos os resultados foram contrários a teoria de Blackett.Enquanto os outros cientistas verificavam a validade de suas ideias. Blackett estava extremamente ocupado com a elaboração de uma experiência que pudesse provar sua teoria. Colocou um cilindro de ouro em seu laboratório e o cilindro, obviamente, girava com a Terra. A intensidade do campo magnético do planeta é menor que 1 gauss, como poderia ele medir num laboratório o campo formado por pequena massa de ouro? Blackett gastou anos anos aperfeiçoando seu aparelho (magnetrômetro astático). Quando finalmente completou suas experiências, ele mesmo publicou o resultado de que sua teoria mão era correta. Mas, não foi de todo mal, anos depois seu aparelho foi usado no estudo do magnetismo das rochas e, por meio dele, exerceu papel importante no ressurgimento da Teoria da Deriva Continental.

4. A Terra tal qual um dínamoAssim, falharam todas as tentativas para provar que a Terre é um imã permanente. Restava ainda a possibilidade de ser o campo geomagnético causado por correntes elétricas no interior da Terra.A quantidade de eletricidade necessária para explicar o campo geomagnético é da ordem de 109 ampères. Como sabemos a crosta é constituída de granito e basalto, e o manto, provavelmente, de peridotito e eclogito. Estas rochas são

fracas condutoras. É apenas admissível imaginar que ocorre o aumento de suas condutibilidades sob influencia das altas temperaturas do interior da Terra, mas, mesmo assim, seria inferior a dos metais. O núcleo de ferro e níquel, por outro lado, é bom condutor. Por conseguinte, se o campo geomagnético for causado, realmente, por correntes elétricas na Terra, essas correntes devem fluir no núcleo.A velocidade de variação secular, favorece a teoria do núcleo. O momento magnético do dipolo da Terra diminui 5% nos últimos 100 anos, e o padrão do campo não dipolo desloca-se para oeste, aproximadamente, 0.18º por ano. Assim quaisquer que sejam as causas, o campo geomagnético está sujeito a consideravelmente mudanças em períodos relativamente curtos, da ordem de décadas e de séculos. Mudanças tão rápidas somente poderiam ocorrer em um núcleo liquido, pois, naturalmente transformações em larga escala ocorrem mais rapidamente num liquido móvel do que num sólido.Imaginemos um dínamo no núcleo da Terra. A eletricidade para nosso uso diário é produzida por um dínamo em uma usina de força. O dínamo tem uma estrutura bastante complexa, constituído de bobinas, escovas e de um rotor que gira a altas velocidades movido por agua a vapor. O núcleo da Terra é simplesmente uma massa de ferro fluido, sem nenhuma dessas peças mecânicas. Parece plausível que isso seja possível num plano abstrato, mas o problema de sua estrutura concreta suscita algumas questões.Alguns cientistas sugeriram que a eletricidade no núcleo é fornecida por correntes termoelétricas. A corrente termoelétrica surge quando os dois pontos de união de materiais condutores são mantidos em diferentes temperaturas. Um processo semelhante ocorre no núcleo. Se no núcleo existe uma convecção térmica, ocorrerão também algumas diferenças de temperatura. Uma vez que o manto e o núcleo são constituídos de substancia diferentes, é admissível que se originem correntes termoelétricas nos limites entre eles. Não se sabe, entretanto, se a corrente é quantitativamente suficiente para atuar da mesma forma que um dínamo. A hipótese da corrente termoelétrica como causa do magnetismo terrestre não foi elaborada em pormenor; ela não foi rejeitada, nem aceita. Teoria elaborada com pormenores consideráveis e que parece mais promissora do que qualquer outra é a do dínamo.

O mistério do dínamo: uma pista

O campo geomagnético esta sujeito a variação secular dentro de curtos Períodos. Contudo, a longo termo, por exemplo, 1 milhão de anos, a Terra parece manter um campo dipolo mais ou menos estável. Assim, para que ela seja aceitável, a teoria do núcleo-dínamo deve explicar a estabilidade a longo termo do campo dipolo e também a variação secular. Não basta, por isso, dizer que, em virtude de alguma causa fortuita, correntes elétricas da ordem de 109

ampères estão agora fluindo no interior do núcleo. Este, embora bom condutor elétrico, possui também certa resistência. Se agitarmos a água de uma tina

produzindo uma corrente, desde que cessado o movimento, a corrente irá parar gradualmente. Da mesma maneira se as correntes elétricas no núcleo não forem estimuladas, a energia elétrica inicial se transformaria em energia térmica em virtude da resistência elétrica do núcleo, e as correntes desapareceriam em alguns milhares de anos. Para que as correntes sejam mantidas, a perda devido a resistência deve ser compensada por novas corretes elétricas. Uma vez que não há foste externa ne fornecimento, as correntes elétricas do núcleo devem ser auto suficientes; o núcleo deve gerar eletricidade por seus próprios meios,. Isto sem duvida deveria torna-lo um dínamo maravilhoso.

Imaginemos correntes elétricas fluindo no interior do núcleo e, consequentemente, a existência de um campo dipolo. Por outro lado, podemos admitir que haveria um movimento de fluido no núcleo por causa da convecção térmica. É um principio eletromagnético que o metal fluido, de alta condutibilidade elétrica, em movimento dentro de campo magnético, induz nova corrente elétrica. Nova corrente elétrica produziria novo campo magnético. Agora suponhamos que este novo campo magnético reforce o campo inicial. Sendo assim, não é verdade que, uma vez admitida a existência das correntes elétricas iniciais produtoras do campo dipolo, o núcleo poderia, por seu próprio mecanismo, manter permanentemente o campo dipolo, fornecendo novas correntes e consequentemente, os campos reforçados? Se assim o núcleo seria um dínamo auto excitável.

A ideia de que o núcleo é um dínamo auto excitável – denominada teria do dínamo – foi sugerida pela primeira vez em 1919, desde então, vem sendo cada vez mais admitida como plausível.

O dínamo do núcleo

Foi em 1919, na Inglaterra, que J. Larmor formulou inicialmente a teoria do dínamo. Depois da Segunda Guerra Mundial, W. M. Elsasser e Bullard retomaram a ideia, desenvolvendo a teoria com pormenores consideráveis. Mostraram de maneira concreta que, no núcleo da Terra, os movimentos de fluidos atuam como disco giratório no dínamo do disco. O movimento principal do núcleo é o de rotação que acompanha o movimento da Terra em torno do seu eixo. Além disso, há movimentos secundários. O núcleo fluido, formado de ferro e níquel, deve conter elementos radioativos que geram calor em quantidade suficiente para dar inicio a convecção térmica. Esta produzirá uma corrente que ascende das partes mais profundas do núcleo até a sua superfície, descendendo então novamente (podemos ver isso na figura abaixo A). Para efeito de simplificação vamos chama-la de corrente convectiva.

Considere a corrente convectiva descendente dentro do núcleo fluido que, por sua vez, está em movimento de rotação. Quando determinada massa em rotação se movimenta em direção ao eixo, sua velocidade aumenta. A parte interior do núcleo líquido gira mais rapidamente do que a externa. Por conseguinte, quando observada da parte mais externa, a parte interna gira em direção a leste (como mostra a figura acima B). esta rotação diferencial do líquido no núcleo constitui a corrente paralela.

Para entendimento do funcionamento do dínamo auto excitável utilizaremos uma 2 leis básicas do magnetismo. (Observe a figura abaixo).

Admitindo que uma corrente elétrica flui na direção a linha pontilhada. Ela produz um campo magnético na direção da seta de linha continua. A direção do campo magnético é sempre a direção de avanço de um saca rolhas quando este é girado segundo a direção de avanço da corrente elétrica. Isto será evidente no funcionamento do núcleo dínamo.

A figura abaixo ilustra a segunda lei. Seja a seta de linha continua a direção do campo magnético. Admita que dentro do campo, se move um condutor elétrico na direção da seta de linha tracejada. Nestas condições flui no condutor uma corrente elétrica na direção da linha pontilhada. Esta é a direção na qual um saca rolhas avança quando ele é girado de tal maneira que a direção coincide com a direção do campo. Esta lei, quando se aplica ao núcleo-dínamo, apresenta-se mais complexa do que o exemplo mencionado.

Observe a figura abaixo. Nela estão representados o campo dipolo inicial e as correntes paralelas. As correntes elétricas induzidas nessa região correm na direção indicada pelas linhas pontilhadas no corte transversal. Tomam a forma de duas espessas argolas, uma situada no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Dentro das argolas produzem-se campos magnéticos e a direção deles, ilustrado pelas duas setas tracejadas na figura B, diferem no hemisfério norte e no sul. Em ambos os hemisférios, contudo, a direção do campo é paralela à superfície do núcleo e confinada dentro de seu limite de tal maneira que, mesmo que o campo seja intenso, a existência dele não se manifesta na superfície da Terra. Bullard estimou a intensidade desse campo em 400 gauss, o que corresponde a quase mil vezes a intensidade do campo na superfície da Terra.

Passemos agora às correntes convectivas (observe novamente a figura B). quando as correntes convectivas fluem nesses campos magnéticos, conforme está ilustrado pelas setas de linhas contínuas na figura B, elas induzem correntes elétricas, representadas pelas setas pontilhadas. Tais correntes produzem campos magnéticos de forma singular, conforme é representado pelas setas tracejadas na figura C. Esse campos e as correntes paralelas produzem uma outra corrente elétrica, que por sua vez produz campos magnéticos ilustrados na figura D. Finalmente a combinação desses campos e das correntes convectivas iniciais, produzem as correntes elétricas representadas pela linha pontilhada na figura D que originam um campo magnético que reforça o campo dipolo inicial. Tudo isto constitui comportamento envolvente e muito complexo porem, de acordo com os princípios do eletromagnetismo, estes tipos de fenômenos podem acontecer.

H. Takeuchi e Y. Shimazu (1952), e Bullard (1954) demonstraram que o núcleo-dinamo pode funcionar por meio deste mecanismo se admitirmos, bem justificadamente, certos valores para a condutibilidade elétrica no núcleo e para a velocidade do movimento do fluido. A velocidade desse movimento não precisa ser maior do que 10-2 ou 10-1 mm/s.

Bullard fez varias suposições convenientes à sua teoria. Ele ignora a possibilidade de que a combinação de um certo campo com determinada corrente possa conduzir a resultado diferente das desejadas correntes e campos.

Ele também ignora as correntes elétricas e os campos magnéticos que possam ser produzidos por elementos indesejáveis que atuam simultaneamente. Não se sabe ainda, com certeza, o que poderia acontecer se todas essas possibilidades fossem tomadas em consideração. Por isso, cientistas muito conceituados ainda não confiam na teoria do dínamo. Eles suspeitam que o núcleo-dinamo de Elsasser-Bullard parece possível apenas porque seus autores fecharam os olhos aos fatores desfavoráveis. O núcleo é afinal composto uniformemente de metais, sem fios elétricos, bobinas, ou escovas. A duvida é se há a possibilidade que tal matéria atue como um dínamo.

Em 1958, G. Backus e A. Herzenberg, trabalhando independentemente, demonstraram que era possível postular um padrão de movimentos num fluido condutor, de tal maneira que ele atue do mesmo modo que um dínamo auto-excitável. Em ambos os casos, doponto de vista físico, os movimentos eram improváveis; contudo, foram obtidas soluções matemáticas rigorosas, o que não era o caso da solução proposta por Bullard. Isto constitui um passo adiante no desenvolvimento da teoria do dínamo.

Em 1963, F. J. Lowes e I. Wilkinson conseguiram construir um dínamo auto-excitável, sem fio em espiral e sem escova. A experiência com o dínamo criado, confirma que Backus e Herzenberg haviam provado matematicamente, isto é, que um dínamo pode ser auto-excitável sem existirem bobinas ou escovas.

Conclusão

Sobre a fonte de energia do núcleo dínamo, que embora auto-excitavel, não e uma máquina motocontinua (que nunca perde sua energia). A perda de energia decorrente da resistência elétrica deve ser compensada pela energia cinética do movimento do fluido, que induz novas correntes elétricas na presença de um campo magnético. A energia cinética, por sua vez, vem provem da energia térmica e da energia de rotação da Terra, pois as correntes convectivas são causadas pela convecção térmica, e as correntes paralelas pela combinação das correntes convectivas com rotação da Terra.

A energia consumida no núcleo-dínamo é calculada em 2x1010 cal/s; a energia térmica necessária para dar inicio a convecção térmica é de magnitude maior. Para gerar tal quantidade de calor, é necessário que os elementos radioativos existentes no núcleo sejam 1/1000 dos contidos na crosta. Bullard acha possível que o núcleo contenha tal quantidade de calor radioativo. Desde então, medidas precisas no ferro meteorítico revelaram que seu conteúdo radioativo é extremamente pequeno – aproximadamente 1/100.000 do teor existente na crosta terrestre. O ferro meteorítico e o ferro do núcleo podem não ser idênticos , mas, grosso modo, deveríamos esperar que fossem comparáveis. Se considerarmos procedentes a comparação, devemos concluir que a radioatividade do núcleo não pode ser a fonte de energia da convecção térmica, e portanto do núcleo-dínamo.

Recentemente surgiu nova ideia de importância para a questão. Há razões para acreditarmos que enquanto a parte exterior do núcleo é líquida, a parte interna é sólida, e ainda que, a parte sólida está aumentando lentamente. Se assim for uma vez que parte do núcleo líquido está em transição para o estado sólido, energia térmica deve está sendo liberada. J. Verhoogen sugeriu que esta energia poderia ser suficientemente grande para colocar em movimento correntes de convecção térmica. Não obstante, a questão das fontes de energia primária para o funcionamento do núcleo-dínamo, continua sendo uma questão complicada e importante.