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Observações de magnetismo terrestre no Instituto Geofísico da Universidade deCoimbra

Autor(es): Morais, J. Custódio de

Publicado por: Museu e Laboratório Mineralógico e Geológico; Centro de EstudosGeológicos

URLpersistente: http://hdl.handle.net/10316.2/37997

Accessed : 3-May-2021 01:47:43

digitalis.uc.ptimpactum.uc.pt

N . ° 3 3

Memóriase Notícias

P U B L I C A Ç Õ E S D O M U S E U E L A B O R A T Ó R I O M I N E R A L Ó G I C O E G E O L Ó G I C O E D O C E N T R O D E E S T U D O S G E O L Ó G I C O S D A U N I V E R S I D A D E D E C O I M B R A

J. Custódio de Morais — Observações de magnetismo terrestre no Instituto Geofísico da Universidade de Coimbra. J. M. Cotelo Neiva — Sur la genèse des principaux gisements portugais de minerais de fer. Miguel Montenegro de Andrade — Os doleritos pigeoníticos e o Karroo de Angola. Miguel Monte­negro de Andrade — Novas ocorrências de basaltos de Angola. G. Soares de Carvalho — Les époques d'éolisation du Pleistoceno dans la bordure occi­dentale méso-cénozoïque du Portugal. G. Soares de Carvalho— Quelques résultats de l'application de méthodes morphomètriques aux dépots récents du bassin du Vouga (Portugal).

S U M Á R I O

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Observações de Magnetismo Terrestre no Instituto Geofísico da Universidade

de Coimbrapor

J. Custódio de MoraisDirector do Instituto Geofísico da Universidade de Coimbra

NOTA PRÉVIA

As observações de magnetismo terrestre foram iniciadas em Coimbra em Junho de 1866, pelo Professor Jacinto de Sousa, que tinha sido encarregado pela antiga Faculdade de Filosofia de visitar alguns observatórios europeus, colhendo os elementos para a insta­lação de um Observatório em Coimbra.

Em Kew, foram feitos os instrumentos e aí esteve este professor a praticar nas medidas magnéticas.

Estas observações continuaram ininterruptamente até que, com a instalação da tracção eléctrica em Coimbra, em 1910, começaram, em parte, a ser prejudicadas.

Quando em 1930 se instalou na proximidade do Instituto uma nova linha de tracção foi então necessário transferir o Observatório para maior distância, começando em 1931 a funcionar a nova Sec­ção Magnética do Observatório, numa pequena colina a Norte da cidade, chamada Alto da Baleia, e situada a 1.000 metros da linha de tracção.

Ainda a esta distância é bem visível a influência da tracção eléctrica nas agulhas magnéticas, e para o verificar basta espreitar pelos óculos dos variómetros que constantemente oscilam enquanto circulam os carros.

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0 mesmo se nota nos registos fotográficos, se compararmos as horas do dia com aquelas em que não há tracção eléctrica (entre a 1 e as 7 horas).

Este facto é bastante prejudicial para estudar as perturbações magnéticas, determinar o seu início, etc.

Já em 1900 tinham terminado as observações de magnetismo terrestre em Lisboa, pelo mesmo motivo. Nos anos de 1948, 49 e 50 foram interrompidas em Coimbra estas observações, ficando Portugal unicamente com o Observatório da Ilha de S. Miguel, bas­tante distante para poder representar o Continente.

Só em 1951 foi possível recomeçar estas observações, tanto nos valores absolutos como nos seus registos permanentes, a partir de 1 de Outubro, embora o material de que o Observatório dispunha fosse antiquado para as primeiras, já o mesmo não sucedendo para os registos permanentes, pois em 1929 tinha sido adquirido um jogo de variómetros de Eschenhagen (Fábrica Askania).

Já adquirimos agora material de La Cour para observações absolutas, e esperamos poder obter brevemente bons instrumentos padrões.

Na publicação anual deste Instituto apresentámos em 1952 (1) uma notícia mais minuciosa destes factos, e resumimo-las, utili­zando o estudo do Professor Ferraz de Carvalho, antigo Director deste Instituto (2).

Publicamos aqui os valores de D. H e Z, desde 1878, sendo os dos últimos 3 anos interpolados.

Para os últimos 3 meses de 1951 publicamos os valores horá­rios com todas as características hoje usadas.

Dada a estreita relação entre os fenómenos solares e o magne­tismo terrestre, não admira o alto interesse que por toda a parte se nota nos estudos deste campo da Geofísica.

Chapman e Bartels (3) classificam os fenómenos solares, segundo a influência no magnetismo terrestre, do seguinte modo:

1 — Explosões solares de luz ultra violeta (s. f. e.) que produ­zem rápidos efeitos neste campo, com interrupções nas rádiocomunicações.

2 — Variações na radiação ondulatória ionizante, durante umciclo de manchas solares; isto regula a intensidade geral das variações do campo em dias tranquilos (Sq).

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3 — Moderada radiação corpuscular que produz as aurorasboreais ou austrais, e as menores perturbações magnéticas, donde resulta principalmente o caracter magnético dos dias (C) e (K).

4 — Intensa radiação corpuscular que produz as tempestadesmagnéticas e as auroras, fora das zonas destas. É esta a principal causa da actividade magnética (u).

Há pois nas agulhas magnéticas, além da influência directa do campo terrestre, a influência da acção do Sol, além de outras ainda pouco conhecidas, como os raios cósmicos, etc.

É ainda grande o interesse destes estudos para a previsão do tempo, pois, como diz Franz Baur (4) «as flutuações na radiação solar representam complexos de condições que governam a marcha do tempo em grande escala. Por isso, um intenso desenvolvimento da física do Sol é um dos principais requisitos para o progresso na previsão do tempo a longo prazo».

Para isso é necessária uma constante vigilância do material magnético, com uma rápida leitura dos registos, a qual é mensal­mente transmitida para os centros internacionais destes estudos. Portugal está assim concorrendo para um estudo de interesse mun­dial, tanto mais que faz parte da União Geodésica e Geofísica Inter- ternacional.

Na publicação N.° 580 do Departamento de Magnetismo Terres­tre da Instituição Carnegie de Washington de 1947, com o título «The Geomagnetic Field, its Description and Analysis», E. H. Ves- tine (5) e outros publicam centenas de quadros e de gráficos a partir dos dados de algumas dezenas de Observatórios Magnéticos, onde Coimbra raríssimo figura.

O nosso trabalho tem por fim aproveitar alguns dados de Coim­bra para verificar como variam aqui os mesmos elementos do campo magnético terrestre. Vê-se, como era de esperar, que os fenómenos são sensivelmente os mesmos de outros observatórios.

É muitas vezes mais difícil encontrar meios de apurar os resul­tados obtidos em observações geofísicas do que realizar as próprias observações.

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NOTA HISTÓRICA

A. Crichton Mitchel publicou em 1932 e 1937 (6) um extenso estudo sobre a história do magnetismo terrestre desde os tempos mais remotos, chegando às seguintes conclusões:

I — Embora seja possível que os chineses tivessem conhecido a propriedade directiva de um magnete, não fizeram uso dela, pelo menus até ao século XI.

II — Não há evidência da origem deste conhecimento entre os árabes, e não parece provável que eles tenham trasmitido qualquer informação.

III — Já em 1187 a bússola era usada no NW da Europa e o seu conhecimento parece nada dever à China.

Desta época aparece a primeira indubitável referência ao seu uso na navegação, nos escritos de um monge do Monte Santo Albano, AlexaLdre Neckam. Aponta este facto como corrente, dizendo que a agulha se suspendia num eixo vertical.

De 1206 há notícia escrita por Guyot de Provins da bússola flutuante usada pelos marinheiros.

Quanto ao seu uso pelos nossos primeiros navegadores nada se sabe. Lembremo-nos porém que o Infante D. Henrique con­tratou, entre 1420 e 1427, Mestre Jacome de Maiorca, o Judeu das Bússolas, que decerto aqui as aplicou, se não eram já conhe­cidas.

Os nossos cronistas falam em astrolábios e instrumentos náu­ticos, sem dizerem quais são.

No princípio do século xvi havia em Nuremberg uma notável manufactura de quadrantes solares, de bolso, que necessitavam para a sua orientação, de ter uma agulha magnética anexa. Estes reló­gios de Sol foram usados em toda a Europa, e os nossos marinhei­ros referem-se a eles.

O mais antigo que se conhece tem a data de 1451, e tem gra­vada no mostrador uma linha cuja parte N faz 10° para E com a meridiana (8) Notou-se que não se pode daqui concluir que já era conhecida a declinação, pois sabe-se que nessa época se atribuía esse desvio observado à origem da magnetite usada para pedra de toque, indicando um desvio para E uma origem oriental da magne­tite; por isso os fabricantes de bússolas da Alemanha e mais tarde

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os da Holanda ajustavam a flor do lis já ao desvio notado, de forma que a bússola dava directamente o N.

Os marinheiros do Mediterrâneo continuavam a usá-las sem este ajustamento, talvez por terem reconhecido que o desvio era variá­vel. Dizia em 1514 o nosso João de Lisboa: «e porque os antigos não sentiram esta variação, andavam mudando os ferros da agulha da flor do lis, para que naqueles meridianos, onde se cevavam, fossem fixas no polo do mundo, e, por esta razão, achamos todas as outras falsas por uma quarta e por duas».

Um desenho numa carta de Andrea Bianco, anterior a 1436, levou também à conclusão que a declinação medida em Roma era 5o E.

Na opinião de Hellmann, o primeiro que notou a existência deste desvio como um facto característico dos vários locais foi 6. Hartmann que em 1510 determinou em Roma a declinação 6o E, mas só em 1544 divulgou este facto.

Isto quanto à declinação em terra firme, que não era problema de muito interesse.

No mar o caso era muito mais importante, e a primeira referência que se conhece ó o tão discutido passo de Colombo em 1492.

Como nas viagens até à Costa da Mina, que Colombo deve ter feito com os nossos navegadores, tanto à ida, que era junto à Costa de África, como na volta, que chegava a atingir a lon­gitude dos Açores, a variação da declinação não parece ter exce­dido 3o, era natural que, com o único método usado (de imaginar um plano vertical a passar pela agulha e verificar se ele passa ou não pela polar às horas convenientes) não se desse por tão pequena variação da declinação. Já o mesmo talvez se não pode dizer nas viagens para os Açores, onde esta diferença parece ter sido maior.

O facto é que não se conhece noticia anterior.Parece-nos que isso se deve atribuir, em parte, ao facto da decli­

nação ser nessa época muito pequena em Portugal, talvez perto de 3o E, como adiante veremos.

Na biografia deste célebre navegador, escrita por seu filho Fer­nando, aparecem pela primeira vez as palavras noroestear e nordes- tear. Atribuíu-se assim a Colombo a descoberta do meridiano onde a declinação mudava de sinal, ou a descoberta do meridiano vero como diziam os nossos marinheiros.

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Notando porém a explicação que aquelas notas dão do facto, atribuindo o ao movimento da polar, também se lhe não pode atri­buir a descoberta deste fenómeno físico (3) (8).

Era já sabido dos Regimentos de altura da polar, originados dos Libros del Saber de Afonso X de Castela, que a polar não estava bem no polo, e que portanto só em determinadas horas estava no meridiano, em boas condições para comparar a bússola, o que não foi atendido por Colombo.

Em 1518 um marinheiro florentino, Piero di Giovanni numa viagem à Índia notou com admiração que além da Guiné a declina­ção passava a ser 11° e 1/4 E.

Em 1514 o célebre piloto João de Lisboa no seu Livro de Marinharia apresenta o método de determinar a longitude, que era então o problema máximo da navegação, pela agulha de marear.

Era crença que a declinação variava à razão de uma quarta (11o e 1/4) por cada 350 léguas na latitude de 30’ a 45°, e que a declinação era a mesma ao longo do mesmo meridiano, crença que só mais tarde se desfez, como foi verificado em 10 de Junho de 1537 por D. João de Castro a bordo da nau Grifo, quando diz: «destas operações fica claro que as variações que fazem as agulhas não é por diferenças de meridiano, pois na cidade de Lisboa nordes- teiatn 7o e 1/2 e estando eu agora em seu meridiano nordesteiam 19º ou 20º mas parecem que teem outro respeito, 0 qual até ao dia de hoje não é chegado à minha notícia» (12).

Embora se saiba já que a declinação varia com 0 lugar, 0 autor continua a dizer que tem influência a natureza da pedra de cevar (2 de Junho) e a natureza do ferro, isto para variações menores.

João de Lisboa dá, para esta época, a declinação de Lisboa como sendo um quarto de uma quarta (cerca de 3o), 0 que está de harmonia com a declinação dada por D. João de Castro em 1537, (7 e 1/2) supondo uma variação anual não muito diferente da de hoje.

João de Lisboa diz que é nos Açores que a declinação é zero. D. João de Castro, estando nas Canárias, diz «fica falsa a opinião dos que dizem que no meridiano destas ilhas fere a agulha nos verdadeiros polos do mundo». Podemos ver nestas afirmações 0 facto deste meri­diano vero se ir deslocando para W (aumentando a declinação em Lisboa) e supor muito antes de Colombo este meridiano nas Canárias.

É a Francisco Faleiro (9) (10) que se deve o primeiro tratado de navegação, com regras práticas para a determinação da declina­ção. Embora a autorização da publicação seja de 1532, o trabalho deve ter sido escrito muito antes, pois diz Castanheda que Faleiro deu a Fernão de Magalhães uma obra com 30 capítulos com a qual ele podia determinar a longitude na sua célebre viagem de 1519.

No capítulo viu da II Parte Del nordestear de las agujas depois de explicar os termos, diz que as agulhas mais precisas demandam o polo na Ilha do Corvo, segundo alguns, por que «por la diversi­dade de los azeros y de las piedras do cevar no demandam todas el polo en un meridiano, antes unas en uno mas oriental y outras en otro mas ocidental que la diferencia es poca. E assi mismo unas nordestean mas que otras: y lo mismo noroestean: y en esto como en todo lo demas con lo que adelante se dira se pueden conformar todas las agujas: por que se conocerá la cantidad del yerro de todas en todo lugar».

Vê-se que o autor distinguia bem o que era a declinação do des­vio da agulha proveniente da sua má construção ou, no dizer de hoje, a falta de coincidência do eixo geométrico com o eixo magnético.

Insiste no facto da variação da declinação com a longitude con­tada para aquém ou além da Ilha do Corvo. Diz que 90° mais além as agulhas voltam a diminuir a declinação.

Insiste na permanência da declinação ao longo do mesmo meri­diano, erro que, como já dissemos, só mais tarde se desfaz

Ensina a fazer um instrumento para a medida da declinação, o qual consiste num prato graduado que se coloca horizontal, e onde está centrada a agulha, mandando ver, ao meio dia, qual o ângulo que ela faz com um semicírculo plano (7) assente sobre o prato, e colocado vertical, de forma a não dar sombra ao meio dia, e portanto no meridiano.

Reconhece o grave erro que o método envolve, o qual está prin­cipalmente na pouca precisão da hora do meio dia.

Indica ainda outro método que consiste em tomar a direcção da sombra várias vezes do dia, com o sol na mesma altura antes e depois do meio dia. A média de cada par de sombras dará o meridiano.

O autor não diz de que é a sombra, mas não parece ser a do semi-círculo, mas antes a de um estilete que se coloca vertical, no

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centro do prato, pois no método seguinte manda colocar este estilete para saber a direcção da sombra ao nascer e ao pôr do sol.

Quem porém expõe mais claramente o método, aperfeiçoando-o, ó o matemático Pedro Nunes no seu Tratado da Esphera com o seu instrumento das sombras (11).

Este autor ovitou o ponto fraco da hora do meio dia, usando o astrolábio para determinar a altura do sol antes ou depois do meio dia, (e por tanto sem o erro do tempo) e mandando ler o ângulo da sombra com a agulha.

Se o ângulo for igual para os dois lados a declinação é nula, se porém for maior de um lado a sua semi-diferença dará o valor da declinação contada do lado onde o ângulo da agulha é menor.

Diz que o erro em boas condições de observação não passava de meio grau. Este instrumento foi experimentado por D. João de Castro na sua célebre viagem à índia em 1538 (12), viagem em que fez 43 determinações de declinação, resolvendo ainda várias questões, como a influência de massas de ferro sobre a agulha, a influência de rochas ferruginosas, além de várias questões de outro interesse científico.

O geofísico alemão Hellmann, depois de ler os roteiros deste autor, considera-o como o mais considerável representante da inves­tigação científica do mar no fim da época das descobertas.

Pedro Nunes expõe em 1537 no Tratado da Esphera as suas ideias sobre a declinação quando diz: «acerca do nordestear e noroestear das agulhas tenho por certo que elas não demandam o polo, porque não vi agulha que nesta terra não nordesteasse. Na qualidade de nordestear posto que os pilotos afirmam muito, não lhes dou crédito, porque uns dizem que nordesteia muito, e outros que pouco, em os mesmos lugares. Bem pode ser que umas façam mais diferença que as outras, mas eles não podem saber a verdade disto, pela arte que dizem, que para isto tem, a qual ó bornea- rem com a vista a agulha com a estrêla, porque além da estrêla andar o mais do tempo fora do meridiano, no bornear cabe muito engano, e não se pode ir verificar bem por estrêla se não pelo sol».

É curioso ver como estas ideias e práticas de João de Lisboa, Pedro Nunes e D. João de Castro foram espalhadas pelos navega­dores de outros países, e como voltaram a Portugal passado um século, com a pretensão de novidades.

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No século xvii o jesuíta Cristovam Bruno (13), de origem ita­liana, na sua Arte de Navegar, publicada em 1628 em Lisboa, volta a afirmar o mesmo que D. João de Castro, isto é, que a declinação não era a mesma ao longo de um meridiano, e esboçou uma carta de isógonas, ideia que, meio século depois, Halley realizou.

Bruno pretendeu ter descoberto o verdadeiro método de deter­minar a altura leste-oeste (longitude) pela variação da declinação, e ter assim direito aos prémios estabelecidos para esse problema.

O jesuíta Valentim Stancel, de origem alemã, e que foi profes­sor de astronomia em Évora no meado do século xvii, dizia que «não há regra certa no tocante ao crescimento ou diminuição das variações. Além de que é cousa sabida que pelo decurso do tempo até as mesmas variações variam». ,

A propósito de Bruno diz não se admirar, em vista disso, que o seu método fosse reprovado, e que em lugar dos 50 000 cruzados que procurou em Madrid, só obteve o nome de presumido e fantástico.

Propõe como único meio de determinar a longitude «alguma máquina artificial do tempo que com o seu movimento regular viesse a igualar as medidas do tempo do curso solar diurno, o qual em 24 horas dá uma volta inteira ao redor da terra».

É afinal o método já indicado por Fernando Colombo em 1521 na Junta de Badajoz. O facto da declinação variar com o tempo deu origem à discordância das observações feitas em várias épocas, pois reproduziam-se as observações dos antigos pilotos e confron­tavam-se com observações posteriores.

É por isso difícil saber quais os valores exactos observados da declinação como se vê:

Em 1514 João de Lisboa dá para esta cidade 3o a 4o E.

Em 1537 D. João de Castro dá, também para Lisboa, 7o 1/2 E.

Em 1580 Vicente Rodrigues dá (segundo Serrão Pimentel) também para Lisboa 7o E (1).

Em 1680 Serrão de Pimentel (14) repete a declinação 7o E que diz observada por Vicente Rodrigues, mas as suas cartas dos portos (*)

(*) Van Bemmelen (17) diz que em 1572 notou V. Rodrigues 7o i/j.

da costa ocidental de Portugal mostram declinações que vão de 5o a 20° W, tendo a do porto de Lisboa cerca de 10° W.

Fleming (15) resumindo estudos da história do magnetismo terrestre, de Van Bemmelen (17) e outros, apresenta um gráfico por onde se vêem os valores, para Lisboa, aproximadamente,

O gráfico construído com estes valores (Fig. 1) mostra que pelo meado do século xvi a declinação atingiu o seu valor máximo para E (em Lon­dres foi aí por 1590).No meado do século xvii a declinação era nula (em Londres aí por 1660), atin­gindo em 1810 o seu valor máximo para W, que foi de cerca de 24° W, em Londres e Lisboa (16).

De então para cá tem vindo a diminuir a declinação oeste, estando hoje em cerca de 11° W.

Devemos notar que os valores da declinação para Lisboa ou Coimbra são sensivelmente iguais, se atendermos ao rigor das observações da época.

Vê-se, como já dissemos, que a declinação era muito pequena no Século das Descobertas, pelo que não nos admira as poucas refe­rências a ela feitas, se atendermos ao método usado, segundo notou Pedro Nunes.

As coordenadas do novo Observatório do Alto da Baleia, a cerca de 1 km. a N do antigo Observatório são:

Coord. geográficas :

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(1) A forma destas curvas, mesmo depois de adoçadas (como fizemos em H), com os centros de curvatura ora para um lado, ora para outro, mos­tra-nos que não é possível estabelecer uma expressão do 2.° grau, no tempo, a não ser em intervalos curtos.

Coord. geomagnéticas calculadas com a posição do polo magné­tico em 1945 (5)

são :

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Os valores médios anuais da Declinação (D), Componente Hori­zontal (H) e Componente Vertical (Z) das observações feitas desde 1866, constam do quadro I e da Fig. 2.

Vê-se que estes valores sofrem ligeiras variações, cujas leis são desconhecidas, não sendo possível prever os seus valores futuros (1).

Entre as causas destas variações de ano para ano está a influên­cia do número de manchas do Sol. Tem-se procurado ver qual é a relação entre os dois fenómenos, representando as manchas do Sol pelos números de Wolf, e a actividade magnética por uma função simples da variação da componente H, a qual é a diferença entre o valor médio de H, para um dia, e esse mesmo valor para o dia anterior. Como estes valores variam com a posição do local de observação, foi calculado o seu valor equatorial, e representado por u.

Há entre u e os números anuais de Wolf uma relação clara, que não aparece considerando um só observatório.

Foi por isso resolvido eliminar das médias anuais esta influên­cia com o período de 11 anos, tomando para cada valor anual a média de um grupo de 11 anos, em que o ano considerado é o central.

Os valores assim obtidos constam também do Quadro I, como variações seculares.

Variações seculares dos elementos do campo magnético terrestre

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H. Vestine e outros (5), depois de estudarem as variações de todos os tipos que experimentam as varias componentes do campo magné­tico, apresentam tabelas que nos permitem reduzir, para o período que vai de 1905 a 1945, os valores observados, em qualquer parte do mundo, aos valores médios.

Apresentam ainda gráficos de cerca de 100 Observatórios, depois de feitas aqueias reduções. Nos dois gráficos de Coimbra (pág. 225

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da Publ. N.° 578, em (5)) vê-se bem a regular variação secular de D, mas os valores reduzidos de H e I mostram-se muito irregulares. No gráfico das componentes X, Y e Z, há um lapso nesta última, pois o valor de Z atingiu cerca de 1940 o seu valor mínimo, para estar depois em crescimento, até 1950, parecendo manter-se agora (1952) sensivelmente constante.

O mesmo se vê nos gráficos do Ebro e, em parte,nos de S. Fer­nando. Atribui-se esta variação a causas regionais, e não a causas gerais da Terra.

Variações anuaisSão as variações ao longo do ano, comparando os valores médios

mensais.Para eliminarmos nestas variações a influência das manchas

solares, escolhemos o período de 11 anos, de 1919 a 1929.

Neste período notámos grande correlação entre as oscilações diárias de D e os números de Wolf.

Estas oscilações foram calcula­das a partir dos valores horários mensais, e são as diferenças entre os valores máximos e mínimos den­tro de cada dia.

No quadro II apresentamos ao lado dos números de Wolf os valo­res daquelas oscilações, em décimas de minuto.

Quanto a H nota-se no pe­ríodo 1919-29 uma diminuição até Agosto, para de novo subir em Dezembro, acima do valor de Ja­neiro.

Quanto a Z ha uma diminui­ção de Janeiro a^Setembro para depois subir até Dezembro.

Para mostrarmos as variações anuais apresentamos o quadro III com os valores absolutos, mensais, médios deste período, quer para todos os dias, quer para os dias calmos tanto em D como em H.

Vê se (como na Fig. 3) que, ao longo do ano D sofreu um ligeiro desvio em Junho para E.

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Neste tempo a inclinação era medida com o inclinómetro, e daqui deduzido Z Há por isso pouco rigor nos resultados.

Variações diurnas

Estas variações são atribuídas quer à posição do Sol (Sq) quer a causas (SD), que à primeira vista parecem acidentais.

Dias há em que elas são muito regulares, e chamam-se então os dias calmos (Q), podendo então supor-se SD — o.

Noutros porém há maior ou menor agitação das agulhas, o que se atribui também à acção física do Sol, mas com grande irregula­ridade. Estes dias são chamados dias perturbados.

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É costume internacional indicar os dias calmos por Q (qu iet), e os perturbados por D (disturbed). Como a causa se atribue espe­cialmente ao Sol, os vectores que produzem a variação são repre­sentados respectivamente por SQ e SD.

Se aos vectores de todos os dias (SQ + SD) subtrairmos os vecto- tores dos dias calmos (Sq) obteremos os vectores que representam as perturbações (SD) e veremos que também eles têm, na média, uma marcha um tanto regular.

Nas nossas publicações não se separavam, como é uso hoje, os valores dos dias perturbados, pelo que esta diferença, calculada como acima indicamos, vem muito mais pequena do que os valores obtidos só com os dias perturbados.

Sabe-se que os valores dos elementos são deduzidos dos seus registos fotográficos, juntando ao valor que serve de base o afasta­mento da curva, hora a hora, desta base, convertidos os milímetros em unidades gamas. Supondo que cada mm. vale dez gamas (nos registos do magnetógrafo de Addie), note-se o valor destas peque­nas diferenças.

Os vectores de Sd são os absolutos, e não estão referidos aos valores médios.

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Variações de D, H, Z no ano de 1951-52Na nossa nova série de observações, iniciada em 1 de Outu­

bro de 1951 já estão separados os dias calmos internacionais (Q) dos dias perturbados (D).

Apesar de dispormos somente de um ano de observações (Outu­bro 51 a Setembro 52) vejamos as variações do campo magnético.

As variações anuais de D, H. Z, deste ano e dos anos 1919 29 vêem-se na fig. 3 Para o ano de 52 os valores obtidos são os do quadro VII.

Os valores das variações de D, expressos em décimos de minuto, e de H e Z expressos em gamas, constam do quadro VIII, onde os valores de SD são as diferenças das médias. Para o cálculo dos seus valores absolutos há que juntar-lhes as variações absolutas médias.

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(1) Uma variação de D igual a 1 minuto corresponde a uma componente horizontal transversa do campo geomagnético de cerca de 7 gamas.

Na figura 7 vão representadas estas variações.

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Valores absolutos médios:

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Na fig. 9 vão representadas estas variações.Comparando estas curvas com as de Bartels e Johnston (18)

nota-se uma regular concordância.A anomalia que se nota quando se compara Sq em H no Inverno

e no Verão (tanto nos anos 1919-29 como 1951-52), em que apa­

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recem duas ondas no Inverno, virá explicada adiante, a propósito dos dias de tipo polar e dos de tipo equatorial.

Componentes NS e EW do vector da variação diurna Sq

Cora as fórmulas de transformação

que nos dão as componentes norte (ΔX) e leste (ΔY), obtivemos para 1919-29, e só para as horas de sol acima do horizonte, os valores do quadro XI.

2 7

Para o período mais recente apresentamos o Quadro XII.

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Na fig. 10 apresentamos a cnrva anual destas variações.

Note-se a semelhança das duas curvas.A mesma curva em Toledo (1) tem forma idêntica, mas maiores

dimensões. Isso atribue-se a esta se referir ao anos de 1917 e 48 em que o número de manchas solares (Wolf) foi respectivamente 152 e 137, ao passo que no ano médio de 1919-29 foi de 44, e no ano 1951-52 anda por baixo de 50.

É curioso notar que estas curvas são descritas nos Observató­rios de mais altas latitudes (Greenwich, Potsdam) sempre no sentido dos ponteiros do relógio, e nos de mais baixa, como Lisboa, em sentido contrário, conforme já notou em 1898 Brito Capelo.

Coimbra está na transição e portanto tem os dois sentidos.

Coimbra, com a latitude de 40° N, está nas condições estudadas por Hasegawa, onde umas vezes há um máximo acentuado de H à volta das 14 horas (tipo equatorial), e outras vezes um mínimo acentuado perto das 11 horas (tipo polar) (3 e 19).

Na publicação (18) vêm uns gráficos das variações de H, D e Z para várias estações.

Nas estações polares (Sitka, 57°; Cheltenham 39°) há um mínimo das 9 às 12 h. ou um pouco antes. Nas equatoriais (S. Juan, 18°; Honolulu, 21°) há um máximo às 12, ou antes.

Variações de H do tipo equatorial e tipo polar

(1) Devemos esta informação à amabilidade do Sr. Engenheiro Sancho, encarregado das observações de magnetismo, a quem apresentamos por isso os nossos agradecimentos.

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Em Coimbra está bem acentuado no Inverno o polar com o mínimo à volta das 11 horas, e máximo, não acentuado, aí pelas 14 horas.

Tomamos a média de 4 dias (7 e 24 de Dezembro de 1951 e 20 e 31 de Janeiro de 1952), e obtive­mos os valores do quadro XIII.

Logo em Abril, mas sobretudo no Ve­rão, a hora do mí­nimo começa a re­cuar, vindo para as 8,9 ou 10 horas, bem acentuado, e o má­ximo vai para perto das 12 horas. É o tipo equatorial ou an­tes um tipo mixto, ou de transição, em que de manhã tem um mínimo (à volta das nove) do tipo polar, e de tarde tem o tipo equatorial, com o máximo polar às 14 horas.

Os dias 14, 15 e 16 de Agosto de 1952 deram os valores do tipo equatorial também do quadro XIII. Todos eles estão referidos às suas médias das horas da noite, que não diferem pràticamente das médias das 24 horas.

Na fig. 11 estão representados estes factos.

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Vê-se que, especialmente no tipo polar, a oscilação de D é maior à tarde do que de manhã.

Nos exemplos apresentados aproveitamos alguns dias em que estes tipos estão bom assentuados, embora os dias não fossem todos calmos. Se porém utilizarmos só os dias calmos (Q> onde estes fenómenos se notam, verifica-se que aparecem todos os graus, desde aqueles dias em que não há variação H, e portanto a curva passa a ser uma recta.

Dias polares — No ano de 1952 os dias polares calmos onde o fenómeno se nota são: 18, 19 o 20 de Janeiro; 3, 4 e 21. de Feve­reiro, 20 de Março. Nota-se neles um valor mínimo de H nas pri­meiras horas da madrugada (2 às 4 h). e outro mínimo mais acen­tuado entre as 10 e as 12. Nota-se também um máximo entre as 14 e as 16 h.

As diferenças entre estes valores extremos chegam até à 20 gamas.

Quanto a D há também um mínimo nas primeiras horas da madrugada, um máximo das 9 às 10 h. seguindo-se um mínimo das 13 às 14 h. A diferença entre estes valores extremos atinge o valor de 10'.

Dias equatoriais — Neste mesmo ano 52 estes dias são: 2 de Março; 12 e 26 de Abril; 9, 10 e 16 de Maio; 6, 13 e 20 de Junho; 19, 29 e 30 de Julho; 14 e 28 de Agosto; 18 e 19 de Setembro; 11 de Novembro; 20 de Dezembro.

Nestes dias o único mínimo que aparece fica entre as 8 e as 10 h., seguindo-se um máximo entre as 12 e as 14 h. As dife­renças entre estes valores extremos são maiores que nos dias pola­res, pois chegam a atingir 40 gamas.

Quanto a D nota se ainda um mínimo nas primeiras horas da madrugada, (0 h. às 4 h ), um máximo entre as 8 h. e as 10 h., com outro mínimo entre as 13 e as 15 h. As diferenças destes valores extremos atingem o valor de 10'. Durante a tarde, o desvio tomado em relação à média do dia é maior que durante a manhã.

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Se procurarmos ioterpretar estes fatos à luz da teoria de Ste- wart, apresentada nas figuras 15 e 16 de Bartels (3, pág. 229) em que estas variações são efeitos magnéticos de correntes eléc- tricas situadas na alta atmosfera, e cujo foco anda perto da lati­tude de 40°, acompanhando o Sol no seu movimento diurno, de forma a passar em cada meridiano uma a duas horas antes do Sol, verifica-se uma boa concordância dos factos observados em Coimbra durante o Inverno (dias polares), supondo o centro daquelas cor­rentes um pouco a Sul do zénite de Coimbra, que tem então o caracter polar.

Nesta época o seu efeito é máximo (mínimo de H) à volta das 11 horas.

Durante o Verão há uma ligeira diferença entre as nossas obser­vações e as ditas figuras.

Supondo então aquele centro de correntes um pouco a Norte do zénite de Coimbra, o seu efeito será aumentar H, mas este aumento não é máximo cerca das 11 h., como na figura, mas sim aí pelas 13 h.

Resumindo estes factos, podemos supor que durante o Inverno (nos dias polares) o centro das correntes eléctricas vai cerca de uma hora à frente do Sol, no seu movimento diurno, pois passa cerca das 11 h. no nosso meridiano. Durante o Verão (nos dias equatoriais) aquele centro vai atrás do Sol cerca de uma hora, pois passa no meridiano pelas treze horas.

Temos, como já se disse, de notar ainda a variação de latitude daquele centro, que, quando caminha pelo Sul dá a Coimbra o caracter polar, e quando caminha pelo Norte lho dá o caracter equatorial.

Se confrontarmos as curvas de Cheltenham (18) polar, com as de Honolulu, vemos que nas primeiras há um mínimo à volta das 11 h., ao passo que na última há um máximo das 11 às 13 h. Em Tucson, nota se de Inverno o tipo polar, e de Verão há um mínimo à volta das 10 h. e um máximo à volta das 13 h. É um tipo mixto, como o de Coimbra.

Nas nossas médias destas estações do ano nota-se a influência destes dias, no Verão, em Sq. Lá está o mínimo perto das 9 h. e o máximo das 13 às 14 h.

A curva constituída cora os valores de ΔX e ΔY, calculados só a partir das horas noturnas e tranquilas, deu os seguintes valores:

Vê-se que os vectores tirados da origem fazem entre si um pequeno an­gulo, o que confirma a exis­tência de um s. f. e.

A irregularidade dos re­gistos de H e D devida às

perturbações magnéticas torna muitas vezes difícil procurar os vecto­res que representam Sq, e por isso só depois das confirmações por outros observatórios, ou por outros métodos, se pode afirmar a existência, nos nossos registos, das explosões solares deste tipo.

Explosões solares (s. f. e.)

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Para medida desta actividade têm-se imaginado vários índices.1 — O índice C, que pode tomar valores desde 0,0 a 2,0 e se avalia

ou à simples vista pela inspecção das curvas de registo, ou pelo máximo desvio das curvas dentro de cada dia, ou ainda a partir dos índices K.

2 — O índice K relativo ao intervalo de 3 horas, para caracterizar a variação no grau de irregulares actividades magnéticas. Destes valo­res tnhorários deduzimos, no nosso Observatório, os valores de C,

Actividade magnética (C, K, u)

A 6 de Novembro de 1951, às 9 h. 12 m., houve sinais de un:a explosão cromosférica (s. f. e.) com as seguintes variações

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segundo o método imaginado por Bartels. (Int. Assoe. Terr. Magn. Elec. Bull. N.° 12 e).

3 — O índice m, como já notámos nas primeiras palavras deste estudo, imaginou-se para representar as intensas radiações corpus­culares, de efeitos medidos em toda a Terra, de forma a ter uma distribuição de frequência semelhante à dos números de manchas do Sol, no intuito de interpretar estes fenómenos.

Estes valores CK são comunicados mensalmente para De Bilt (Holanda), onde são concentrados os resultados de cerca de 40 Obser­vatórios, e obtidos os seus valores médios que depois nos são comu­nicados.

Para vermos a variação desta actividade com as horas do dia apresentamos no quadro XIV os valores médios de K, de Coimbra (que pouco diferem das médias internacionais, o que prova a generalidade dos fenómenos) para o ano que vai de l-X-1951 a 30 IX 1952, tendo por baixo a frequência dos valores de K iguais ou superiores a 4, assim como a percentagem das perturbações mais importantes, como saltos bruscos, s. c.; s. i.; s. s. c., e tem­pestades magnéticas.

Qualquer dos métodos mostra que a actividade corpuscular do Sol registada em Coimbra é mínima no princípio da manhã e máxima das 21 às 24 horas. Estudos feitos noutros observatórios dão sensivelmente os mesmos resultados. É o observatório ameri­cano de Tucson o que mais se assemelha.

Procurando uma periodicidade nos nossos índices K, embora dis­ponhamos somente de 15 meses, obtivemo-la para o período de 9 dias, que é um terço do tempo da rotação do Sol (20).

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Para este período de 27 dias a periodicidade não 6 ainda clara nas nossas observações.

Os valores médios da soma diária de K, de Coimbra, para o período de 9 dias, em que cada número é a média de 52 valores diários, são:

17,2 16,9 16,7 15,8 16,1 16,7 19,8 18,7 17,8

As épocas médias das actividades máximas e mínimas desta onda componente, e reveladas neste período são:

Para a máxima o dia 29 de Dezembro 1952 e todos os ante­riores de 9 em 9 dias.

Para a mínima o dia 26 (3 dias antes).

Sabe se que estes corpúsculos solares não tem velocidade igual à da luz.

Diz Chapman que a velocidade é da ordem de grandeza de 1000 km por segundo, atingindo a terra cerca de 36 horas depois da saída do Sol. Uma explosão em Janeiro de 1938, registada em Watheroo dá cerca de 22 horas (19).

Como vimos as pequenas perturbações podem iniciar-se a todas as horas, mas são mais frequentes entre as 18 e as 24 horas.

Pela lista das perturbações (s. c. etc.) que inclue os valores ini­ciais dos desvios das agulhas, expressos em gamas, temos ideia da sua amplitude, ora num sentido ora noutro.

Os seus valores médios exprimem o início de uma perturbação cujos valores finais são muito pequenos:

isto é, as perturbações começam na maioria dos casos, por aumen­tar os seus elementos D, H e Z.

Note-se que estes valores são diferentes dos valores atrás indi­cados referidos à distribuição das perturbações pelas várias horas do dia.

Para D +3 gamas (Para Este)» H +2» Z +3

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Influência das tempestades magnéticas nos valores de H

Se agruparmos as diferenças entre os valores horários de H, e os seus valores mensais, nos dias em que há tempestades magné­ticas moderadas, agrupando estes valores pelos tempos contados a partir do início da tempestade, obtemos os valores médios dos des­vios de H, resultantes das tempestades (storm time variations), pois que, começando a tempestade a qualquer hora, deverão, por este método, ficar eliminadas as variações horárias.

Aplicando este método aos 15 meses das nossas observações, (excluindo unicamente a grande tempestade que começou em 28 de Novembro às 11 h. 15 m. e que originou uma aurora boreal visível em Coimbra) obtivemos os desvios médios de 34 tempesta­des magnéticas moderadas, da fig. 13 sendo a Ia a hora já da tem­pestade, até à hora n.° 48, expressos em y.

Vê-se que a perturbação média não acabou ao fim de dois dias. E o fenómeno chamado perturbação residual, ou post-per- turbação.

L’auteur, après une introduction historique sur la connaissance de la déclinaison magnétique au Portugal à l’époque des grandes Découvertes, analyse les résultats des observations magnétiques entreprises à l' Instituto Geofísico de Coimbra en 1866, et qui se sont poursuivies jusqu’à présent, avec une seule interruption pen­dant les années 1948-49-50.

Il publie un tableau des moyennes annuelles de D, H et Z, et de leurs variations séculaires, après avoir éliminé l’influence des pério­des de 11 années des taches solaires.

Pour l’étude des variations annuelles (ou mensuelles) il utilize la période 1919-29 et fait l’analyse des variations diurnes à partir des valeurs de tous les jours calmes internationaux.

Dans ses tables et ses figures on voit, pour D et pour H, et pour l’Hiver, pour les Equinoxes et l’Eté, la marche de Sq + Sd de Sq et de Sd, et aussi le diagramme vectoriel annuel.

Dans ce diagramme, très semblable à celui de l’Observatoire voisin de Toledo (Espagne), on constate le changement de sens du mouvements dans l’aprés-midi, comme l’avait déjà remarqué Brito Capelo à Lisbonne, en 1898.

Dans l’analyse de ses observations à partir d’Octobre 1951 on fait déjà la séparation des jours troublés; et en conséquence les varia­tions obtenues sont plus fortes.

Coimbra, avec sa latitude de 40° N, a aussi des jours qui appar­tiennent au caractère polaire, surtout en Hiver, alternant avec des jours de caractère équatorial, en Eté. Les graphiques présentent une grande analogie avec ceux de l’Observatoire américain de Tucson.

Selon la théorie des courants électriques dans l’ionosphere ont peut imaginer que dans les jours polaires le foyer des courants passe au Sud du zénith de Coimbra, à peu prés une heure avant le Soleil, et dans les jours équatoriaux ce foyer passe au Nord, a peu prés une heure après le Soleil.

Il montre également la période de 9 jours dans la somme des 8 valeurs de K de chaque jour.

Observations du magnétisme terrestre à l'«Instituto Geofísico da Universidade de Coimbra»

RÉSUMÉ

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1 — Observações meteorológicas, magnéticas e sismológicas feitas no InstitutoGeofísico da Universidade de Coimbra — 2 a parte — Magnetismo Ter­restre, Vol. Lxxxi a xc — 1952.

2 — Ferraz de Carvalho — O magnetismo terrestre em Coimbra. — Coim­bra, 1920.

3 — S. Chapman and J. Bartels — Geomagnetism, vols, i, ii — Oxford, 1940.— S. Chapman — The Earth’s Magnetism. Ed. Methuen — London, 1951.

4 — Franz Baur — Extended range weather forecasting, Compendium ofMeteorology. Ed. T. Malone — Boston, 1951.

5 — H. Vestine et alia — Description of the Earth Main Magnetic Field,and its Secular. Change, 1905-1945

— The Geomagnetic Field, its Description and Análisis. Public. N.os 578, 580 of Carnegie Inst, of Washington — 1947.

6 — Criston Mitchel — Chapters in the History of Terrestrial Magnetism.Terr. Mag. Vol. 37, págs. 105 a 146, 1932. vol. 42, págs. 241 a 280, 1937.

7 — Gonçalo de Reparaz Mestre Jacome de Mallorca — Cartografo doInfante, in Biblos. Vol viii — Coimbra, 1930.

8—G. Hellmann — Die Anfange der magnetischen Beobachtungen Zeit Ges. f. Erdk. Bd. xxxii, 2, Berlirn, 1897. Trad Terr. Mag. vi, 2. 1899.

— L. Bauer — The earliest values of magnetic declination Terr. Mag. Vol. xiii, 3, 1908.

9 — A. Fontoura da Costa — A Marinharia dos Descobrimentos. Ed. Agên­cia Geral das Colónias — Lisboa, 1940.

10 — Francisco Faleiro—Tratado del Esphera y del Arte de Marear, com­puesto por... natural del Reyno de Portugal. Reprod. fac-simile de J. Bensaude — Munich, 1915, da edição de Sevilha, 1535.

11—L. Pereira da Silva — A arte de navegar dos Portugueses desde o Infante a D. João de Castro, in Hist, da Colonização Portuguesa do Brasil, Vol. i, 1925, e também: Obras completas de... Ed. Agência Geral das Colónias — Lisboa, 1945.

12 — D. João de Castro — Roteiro de Lisboa a Goa. Ed. Agência Geraldas Colonias — Lisboa, 1940.

13 — Joaquim de Carvalho — Galileu e a cultura portuguesa, Biblos.Vol. xix — Coimbra, 1934.

14 — L. Serrão Pimentel — Prática da arte de navegar. Ed. Agencia Geraldas Colónias—Lisboa, 1940.

B I B L I O G R A F I A

Il termine en présentant des variations de H sous l'influence des tempêtes magnétiques modérées enregistrées à son Institut pen­dant des 15 mois qui vont d’Oct. 1951 à Déc. 1952. La marche de la courbe est normale, comme on le voit dans toutes celles que l’au­teur présente.

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15 — J. A. Fleming — Terrestrial Magnetism and Electricity, Phisics ofthe Earth, viii— New York, 1939.

16 — H. Fritsche — Atlas der Erdmagnetismus — Riga, 1903.17 — Van Bemmelen — Die Abweichung der Magnetnadel, suppl. vol. xxi

Observations... — Batavia, 1899.18—Bartels, Johnston — Main Features of daily magnetic variations...,

Terr. Mag. Vol. 44, Dec., 1939.19 — Bartels, Heck and Johnston — Thee Hour Range Index measuring geo­

magnetic Activity, Terr. Mag. Vol. 44, Dec., 1939.20—A. Ogg — Periodicity oí Geomagnetic Activity, Terr. Mag. Vol. 51,

Dec., 1946.

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