Saiba mais sobre o geomagnetismo

O campo magnético terrestre não é estático, ele muda sua intensidade e direção no decorrer do tempo em uma escala de tempo de milissegundos até milhões de anos. De modo geral, pode-se dividir a variação temporal do campo geomagnético em duas faixas: as variações mais longas, de milhões de anos a dezenas de anos, que são geradas pelo núcleo e as variações de mais curto período, como as tempestades magnéticas, que são geradas pelo campo externo.

A sismologia é a área que estuda as camadas internas da Terra, sendo um importante campo de conhecimento da geofísica. Esta ciência inclui o estudo das ondas sísmicas, que são vibrações elásticas geradas quando ocorre um terremoto. Tais ondas também podem ser provocadas artificialmente, por meio de explosões controladas. Existem vários tipos de ondas sísmicas: a chamada onda P (ou primária) é aquela que passa pelo interior da Terra com maior velocidade. Já a onda S (ou secundária), é mais lenta que a onda P. É a onda S que as pessoas percebem em uma situação de terremoto, porque uma de suas características é o fato de que ela só se propaga em sólidos (enquanto a onda P se propaga em sólidos e líquidos). Este tipo de informação tem grande importância para a ciência: foi assim que os sismólogos descobriram que o núcleo externo da Terra é líquido. O acúmulo de vários registros de terremotos distantes possibilitou o estudo da estrutura interna da Terra. Em 1906, o cientista irlandês Richard Dixon Oldham propôs, pela primeira vez, que o núcleo terrestre seria composto de um fluido. Trinta anos depois, a sismóloga dinamarquesa Inge Lehmann deduziu a existência de um núcleo interno sólido.

O interior da Terra possui quatro camadas principais: crosta, manto, núcleo externo e núcleo interno. Cada camada tem características específicas de composição, pressão e temperatura. A crosta, por exemplo, tem espessuras diferentes nos continentes e oceanos: nos continentes, tem poucas dezenas de quilômetros e, nos oceanos, registra espessura inferior a dez quilômetros e maior densidade. Logo abaixo da crosta, o manto atinge uma profundidade de aproximadamente 2891 km. O núcleo externo é a única camada líquida da Terra, atingindo profundidade de 5150 km. Por fim, o núcleo interno é sólido, e se estende até 6371 km (é o raio da Terra).

Durante toda a história da Terra, o campo geomagnético já reverteu a sua polaridade centenas de vezes. Na chamada reversão geomagnética, os polos norte e sul (magnéticos) trocam de posição. Este processo é registrado por minerais magnéticos presentes em alguns tipos de rochas. As reversões não têm uma periodicidade bem definida, mas o tempo médio entre elas é de aproximadamente 250.000 anos. A última mudança de polaridade ocorreu há 780.000 anos, mas isso não significa que uma reversão ocorrerá em breve, já que o planeta manteve uma mesma polaridade por períodos muito maiores. A ocorrência de uma reversão geomagnética poderia ter consequências graves para a sociedade, uma vez que este processo está associado a uma diminuição do campo. De maneira geral, isso deixaria a Terra exposta a níveis elevados de radiação solar. Prever uma reversão de polaridade ainda não é possível devido à complexa dinâmica do núcleo externo.

O núcleo externo é composto de um líquido rico em ferro e níquel, em temperaturas similares à da superfície do Sol (cerca de 5000 °C). Diferentemente do que você pode imaginar, o fluido do núcleo não é viscoso como um magma, mas tem uma viscosidade que seria algo entre a água e o azeite. Na prática, é como se existisse um oceano rico em ferro no interior profundo da Terra. Como nosso planeta possui movimento de rotação, este líquido existente no núcleo também está em constante movimento. Por ser altamente condutor, ele gera correntes elétricas e, consequentemente, cria o campo magnético principal da Terra. Esse processo de geração do campo magnético no núcleo é chamado de geodínamo.

Pela natureza caótica do geodínamo, é inviável prever a evolução do campo magnético. Entretanto, há um consenso entre os pesquisadores de que é possível prever o comportamento do campo do núcleo em um futuro próximo, por um período de até cinco anos. Essa previsão é simplesmente uma extrapolação linear, como é o caso do modelo “International Geomagnetic Reference Field” (IGRF). Nem sempre esta aproximação linear é adequada: prova disso é a recente rápida variação do polo norte magnético, fenômeno reportado em jornais como o New York Times e Folha de São Paulo, em fevereiro de 2019. Há um outro fenômeno que impõe uma grande barreira para estas previsões lineares — os chamados impulsos, ou “jerks” geomagnéticos.

Os “jerks” são as variações mais rápidas e imprevisíveis que ocorrem no núcleo terrestre. Uma melhor compreensão sobre os mecanismos que produzem os “jerks” no núcleo ajudaria na previsão do campo geomagnético. No entanto, muitas características observadas sobre esses impulsos não são ainda explicadas. Não se sabe exatamente, por exemplo, como eles são gerados no núcleo terrestre — podem surgir de uma dinâmica global, ou mais localizada.

Há vários registros de “jerks” na superfície da Terra, em diferentes períodos (o fenômeno foi registrado nos anos de 1969, 1978, 1991, 2003, 2014 etc). Muitos trabalhos publicados focam em caracterizar cada um destes eventos. Utilizando diferentes métodos para a detecção e caracterização destes “jerks”, a conclusão é que, na maioria dos eventos, o “jerk” não aparece ao mesmo tempo na superfície da Terra. Um desses impulsos aconteceu por volta de 1970, mas teve registros em datas diferentes: na Austrália, foi visto em 1972, mas os observatórios europeus o detectaram por volta de 1969. Como esses impulsos são gerados no núcleo e por que eles não são vistos ao mesmo tempo em todos os lugares?

Como os jerks são variações temporais do campo magnético gerado no núcleo, eles passam pelo manto eletricamente condutor antes da chegada à superfície. Consequentemente, o campo geomagnético observado na superfície corresponderá a uma versão filtrada, atrasada e suavizada, do campo original gerado no núcleo. A Terra é considerada um sistema linear e causal, onde o sinal de entrada é o “jerk sintético” na fronteira entre o manto e o núcleo, o filtro é o próprio manto condutor, e o sinal de saída é o “jerk” observado. Uma hipótese é a de que a condutividade elétrica do manto possa causar tais atrasos. O conhecimento sobre o núcleo da Terra e sobre como os jerks são gerados pode influenciar em outros fatores, como inferências sobre a composição e fluxo de calor no limite manto-núcleo. Os “jerks” são fundamentais, tanto para o conhecimento sobre o interior da Terra quanto para uma possível previsão da evolução do campo geomagnético no tempo, medida em observatórios e satélites.

Gráfico da variação secular nos observatórios magnético na França (círculos amarelos) e na Alemanha (círculos verdes). Os “jerks” são mostrados pelas setas. Modificação de Pinheiro e Jackson (2008).

Durante o período diurno, os fótons solares ionizam a atmosfera terrestre e produzem o plasma (íons e elétrons), que forma a chamada ionosfera terrestre. A ionosfera, por sua vez, é movimentada por ventos atmosféricos. Essa movimentação do plasma ionosférico através do campo geomagnético gera campos e correntes elétricas. O fluxo de correntes elétricas na atmosfera induz um campo magnético associado que varia diariamente e pode ser observado na superfície terrestre. Estas correntes elétricas estão localizadas na região mais condutiva da ionosfera, conhecida como região E (entre 90 e 120 km). A variação diurna pode ser calma ou perturbada, dependendo do nível de atividade solar. Desta maneira, medições geomagnéticas podem ser utilizadas para inferir sobre características de processos atmosféricos.

A ionosfera terrestre pode ser subdividida em três regiões principais: região D (60 a 90 km de altitude), região E (90 a 140 km) e região F (acima de 140km). A região F, por sua vez, pode ser dividida nas sub-regiões F1 e F2 para os períodos diurnos, em que há uma maior taxa de radiação solar. Essa subdivisão da ionosfera ocorre porque esta apresenta uma estruturação espacial, visto que suas propriedades físicas e químicas como temperatura, composição, pressão e densidade, variam com a altitude.

Fonte: Figura elaborada por Gregório Holanda (gregoriosim@gmail.com)

O geógrafo alemão Alexander von Humboldt foi o primeiro a descrever, em 1808, períodos ocasionais durante os quais medições magnéticas na superfície terrestre apresentavam variações muito intensas, rápidas e irregulares do campo zgeomagnético, diferentes das observadas nos dias calmos. A estas variações ele atribuiu o nome de tempestades magnéticas. Estas tempestades podem ser causadas por ejeções de massa coronal, que são nuvens de plasma magnetizadas liberadas durante eventos eruptivos no Sol ou por fluxos de alta velocidade de vento solar. As tempestades magnéticas causam distúrbios na magnetosfera que podem perdurar por horas ou, até mesmo, alguns dias.

Tempestades magnéticas ocorrem devido à interação do vento solar magnetizado com o campo gerado no núcleo. Esta interação faz com que partículas energéticas do vento solar sejam injetadas na magnetosfera. Este processo proporciona as belas auroras, fenômenos observados em regiões de latitudes elevadas (próximas dos polos), caso da Islândia (https://www.nasa.gov/content/goddard/science-of-magnetic-reconnection/).

Estas tempestades podem danificar sistemas tecnológicos espaciais, como comunicação por satélite, e prejudicar a saúde de astronautas, passageiros de aeronaves nas regiões polares e sistema de redes elétricas (https://www.nasa.gov/topics/earth/features/sun_darkness.html).

As tempestades magnéticas são classificadas de acordo com suas intensidades e tempo de perturbação do campo magnético da Terra. Para realizar essa classificação são utilizados índices geomagnéticos. Os mais utilizados para o monitoramento de perturbações no campo magnético da Terra são os índices K, Kp, Dst (Disturbance Storm-Time) e o AE (Auroral Electroject).

Dados da componente H do campo magnético no Observatório Magnético do Pantanal (PNL). Painel superior: os dados dos dias 15 e 16 de junho de 2013 mostram um período calmo (normal), sem tempestade geomagnética. Painel inferior: os dados dos dias 28 e 29 de junho de 2013 mostram uma tempestade geomagnética em curso.

Fonte: Figura elaborada por Marcel Nogueira de Oliveira (marceloliveira@on.br)

O índice planetário Kp reúne informações de uma rede de 13 observatórios geomagnéticos, todos espalhados pelo planeta numa região entre 44 e 60 graus de latitude. Este índice expressa a atividade magnética em escala planetária com valores que variam de 0 a 9, para cada intervalo de 3 horas. O valor é continuamente calculado desde 1932 e, devido a este longo período de aquisição de dados, pode ser utilizado em estudos de distúrbios magnéticos ocorridos ao longo de muitos ciclos solares.

Os valores do índice Kp são calculados e divulgados pelo GFZ (German Research Centre for Geosciences). É desta maneira que o Kp é estimado em tempo “quase-real”, com alertas emitidos toda vez que o índice atinge valores críticos (Kp maior do que 5).

O Kp também está relacionado à escala G de tempestades magnéticas, que é comumente utilizada pelo National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). De maneira mais simples, a escala G corresponde aos efeitos que as tempestades geomagnéticas provocam na Terra. Para isso, esta escala utiliza os valores do índice Kp como parâmetro, variando de G1 (Kp=5), até G5 (Kp=9). Na escala NOAA, o nível G1 representa uma tempestade magnética de intensidade fraca, na qual os distúrbios magnéticos causam pequenas oscilações nas redes elétricas. Na outra ponta, o nível G5 representa uma tempestade magnética de intensidade extrema, onde os distúrbios magnéticos podem causar blackouts em sistemas elétricos e avariar seriamente as espaçonaves que orbitam a Terra. Uma descrição mais detalhada da escala G pode ser encontrada em (https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation).

O índice Dst  classifica os distúrbios magnéticos causados pela componente simétrica do anel de corrente (em inglês, “ring current”) que circunda a magnetosfera terrestre na região do equador. Os principais distúrbios observados no Dst são negativos, indicando enfraquecimentos no campo terrestre durante as tempestades magnéticas. No entanto, também existem variações positivas no índice Dst. Estas indicam uma compressão da magnetosfera devido aos aumentos da pressão do vento solar. Este índice é calculado desde 1957 pela Faculdade de Ciências da Universidade de Kyoto, no Japão. Os índices Kp e Dst são dois dos índices magnéticos mais utilizados. No entanto, eles apresentam comportamentos diferentes de acordo com os tipos de fenômenos ocasionados pelo vento solar e possuem distintas sensibilidades aos diferentes tipos de tempestades.

Como mencionado anteriormente, o índice AE também é utilizado para estudar tempestades magnéticas (http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/ae_realtime/index.html), sendo definido a partir da diferença (em nano Testa) entre os valores superior e inferior das perturbações do campo magnético causadas pela corrente em anel na zona auroral. O índice é construído a partir de medidas das variações da componente horizontal do campo geomagnético H. Essas variações são registradas por 15 estações de magnetômetros distribuídas ao longo da zona auroral, em latitudes entre 55 e 78 graus.

Perfil temporal da tempestade geomagnética ocorrida em 12 de setembro de 2014. Painel superior: índices geomagnéticos Disturbance Storm Time (Dst) (curva azul) e o índice planetário Kp (barras verticais).  Os índices Dst e Kp são usados para estudos de tempestades geomagnéticas. No instante de maior intensidade do distúrbio geomagnético o índice Dst registra valores negativos (depressões), e o Kp, por sua vez, registra aumentos em sua escala de valor (barras vermelhas).  No instante de maior intensidade do distúrbio atingiu um valor máximo Kp = 7 em coincidência temporal com o mínimo observado no índice Dst = -88 nT. Painel inferior: dados da variação da componente horizontal (H) do Observatório de Vassouras (VSS).  Os dados de VSS registram um valor de cerca de -150 nT para o instante mais crítico da tempestade. É possível observar uma coincidência temporal entre as medidas dos dois painéis.

Fonte: Figura elaborada por Marcel Nogueira de Oliveira (marceloliveira@on.br)

1. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism, 2007. Editores: Gubbins, D. & Herrero- Bervera, E., Springer, p. 66-68. https://link.springer.com/referencework/10.1007/978-1-4020-4423-6.

2. Merril, R. T., Mcelhinny, M. W., McFadden, P. L., 1996. The Magnetic Field of the Earth- Paleomagnetism, the core and the deep mantle. Academic Press. Volume 63. http://nasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1183/Merrill%20The%20magneticfield%20of%20the%20Earth-Paleomagnetism,%20the%20Core,%20and%20the%20Deep%20Mantle.pdf

3. Lowrie, W., 2004. Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-46164-2.https://eclass.uoa.gr/modules/document/file.php/GEOL210/ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ%20ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ%20ΚΑΙ%20ΒΙΒΛΙΑ/εμέλια_της_Γεωφυσικής.pdf

4. Condie, K. C., 2005. Earth as an Evolving Planetary System. Elsevier Academic Press. 447 páginas. https://www.sciencedirect.com/book/9780128036891/earth-as-an-evolving-planetary-system 

5. Press, F., Siever, R., Grotzinger, J., Jordan, T. H., 2006. Para entender a Terra. 4a edição. Versão traduzida do livro. 656 páginas. https://www.travessa.com.br/para-entender-a-terra-4-ed-2008/artigo/ff563905-b945-434e-8e3b-99cb1b2b4b17

6. Poirier, J.-P., 2000. Introduction to the Physics of the Earth's Interior. Cambridge University Press.

7. Blakely, R. J, 1996. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press, Cambridge.

8. Miroshnichenko, L.:2012, Solar Cosmic Rays: Fundamentals and Applications, Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-09429-8.

9. Telford, W.M., Geldart, L.P., Sheriff, R.E, Keys, D.A, 1976. Applied Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge.

10. Livro: “Observatório Magnético de Vassouras: 100 anos de pesquisa e serviços prestados à Ciência”. Editores: Bozi, A. L. T., Vieira, C. L., Kugler, H., 2015.https://www.on.br/livro_web/files/basic-html/page3.html
                          a. Marinho, P. E., Fontana, L. R. Capítulo 1: Um Observatório Magnético no Vale do Paraíba
                          b. Matsuura, O. T. Capítulo 2: Primeiras Observações Magnéticas no Brasil
                          c. Hartmann, G. A. e Franco, D. R. Capítulo 3: O Registro do Campo Magnético Terrestre no Passado
                          d. Pinheiro, K. J. Capítulo 4: Investigando o campo magnético da Terra.
                          e. Yokoyama, E. Capítulo 5: Uma breve história do geomagnetismo.
                          f. Neto, C. F. P. Observatório Magnético de Vassouras: um século de pesquisas
                          g. Sousa, M. A. Medindo a gravidade terrestre

1. Jankowski, J. e Sucksdorf, C., 1996. Guide for magnetic measurements and observatory practice, 232 p. http://www.iaga-aiga.org/publications/guides/

2. Matzka, J., Chulliat, A., Mandea, M., Finlay, C. C., & Qamili, E. (2010). Geomagnetic observations for main field studies: From ground to space. Space Science Reviews, 155(1-4), 29–64. https://doi.org/10.1007/s11214-010-9693-4

3. Chulliat, A., Matzka, J., Masson, A., & Milan, S. (2016). Key ground-based and space- based assets to disentangle magnetic field sources in the Earth’s environment. Space Science Reviews, 206(1-4), 123–156. https://doi.org/10.1007/s11214-016-0291-y 

4. Wienert, K.A. (1970). Notes on Geomagnetic Observatory and Survey Practice. UNESCO, Paris.

5. Morschhauser, A., Soares, G. B., Haseloff, J., Bronkalla, O., Protásio, J., Pinheiro, K., & Matzka, J. (2017). The geomagnetic observatory on Tatuoca Island, Brazil: History and recent developments. Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems, 6(2), 367–376. https://doi.org/10.5194/gi-6-367-2017

6. Siqueira, F. C. e Pinheiro, K. J., 2015. Implementation of Pantanal magnetic observatory in Brazil. Revista Brasileira de Geofísica (Impresso), v. 33, p. 127-140. https://sbgf.org.br/revista/index.php/rbgf/article/view/607.

7. Demetrescu, C., Dobrica, V., 2014. Multi-decadal ingredients of the secular variation of the geomagnetic field. Insights from long time series of observatory data. Phys. Earth Planet. Inter. 231, 39–55. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2014.03.001.

8. Padilha, A. L., Alves, L. R., Silva, G. B., & Espinosa, K. V., 2017. Effect of a huge crustal conductivity anomaly on the H-component of geomagnetic variations recorded in central South America. Earth, Planets and Space, 69(1), 58. DOI: https://doi.org/10.1186/s40623-017-0644-0.

1. Jackson, A., Jonkers, A.R.T., and Walker, M.R., 2000. Four centuries of geomagnetic secular variation from historical records. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A, 358: 957– 990. https://doi.org/10.1098/rsta.2000.0569

2. Bloxham, J. e Gubbins, D., 1989. The evolution of the Earth`s magnetic field. Scientific American, 30- 37. https://www.scientificamerican.com/article/the-evolution-of-the-earths-magneti/

3. Maus, S., Silva, L., Hulot, G., 2008. Can core-surface flow models be used to improve the forecast of the earth's main magnetic field? J. Geophys. Res. Solid Earth 113 (B8). https://doi.org/10.1029/2007jb005199

4. Sabaka, T.J., Olsen, N., Purucker, M.E., 2004. Extending comprehensive models of the earth's magnetic field with ørsted and CHAMP data. Geophys. J. Int. 159 (2), 521–547. https://doi.org/10.1111/j.1365-246x.2004.02421.x

5. Reportagem: https://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2019/02/polo-magnetico-da-terra- faz-viagem-misteriosa-em-direcao-a-siberia.shtml

6. Olson, P., Amit, H., 2006.. Naturwissenschaften 93 (11), 519–542. https://pages.jh.edu/~polson1/pdfs/ChangesinEarthsDipole.pdf

7. Amit, H., Choblet, G., Olson, P., Monteux, J., Deschamps, F., Langlais, B., Tobie, G., 2015. Towards more realistic core-mantle boundary heat flux patterns: a source of diversity in planetary dynamos. Prog. Earth Planet. Sci., 2:26. https://progearthplanetsci.springeropen.com/articles/10.1186/s40645-015-0056-3

1. Buchanan, A., Finn, C. A., Love, J. J., Worthington, E. W., Lawson, F., Maus, S., Okewunmi, S., Poedjono, B., 2013. Geomagnetic referencing – the real-time compass for directional drillers. Oilfield Review 25, 32-47.

2. Poedjono, B., Montenegro, D. R., Clark, P. J., Okewunmi, S., Maus, S., & Li, X. (2012, January 1). Successful Application of Geomagnetic Referencing for Accurate Wellbore Positioning in Deepwater Project Offshore Brazil. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/150107-MS

3. Williamson, H. S., Gurden, P. A., Kerridge, D. J., & Shiells, G. (1998, January 1). Application of Interpolation In-Field Referencing to Remote Offshore Locations. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/49061-MS

4. Buchanan, A., Finn, C. A., Love, J. J., Worthington, E. W., Lawson, F., Maus, S., Okewunmi, S., Poedjono, B., 2013. Geomagnetic referencing – the real-time compass for directional drillers. Oilfield Review 25, 32-47.

5. Poedjono, B., Montenegro, D. R., Clark, P. J., Okewunmi, S., Maus, S., & Li, X. (2012, January 1). Successful Application of Geomagnetic Referencing for Accurate Wellbore Positioning in Deepwater Project Offshore Brazil. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/150107-MS

6. Williamson, H. S., Gurden, P. A., Kerridge, D. J., & Shiells, G. (1998, January 1). Application of Interpolation In-Field Referencing to Remote Offshore Locations. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/49061-MS

1. Alexandrescu, M.F., Gilbert, D., Hulot, G., Le Mouël, J.-L., Saracco, G., 1996. Worldwide wavelet analysis of geomagnetic jerks. J. Geophys. Res. Solid Earth 101 (B10), 21975–21994. https://doi.org/10.1029/96jb01648.

2. Aubert, J., Finlay, C. C., 2019. Geomagnetic jerks and rapid hydromagnetic waves focusing at Earth’s core surface. Nature Geoscience, v.12, p.393–398. https://www.nature.com/articles/s41561-019-0355-1

3. Backus, G.E., 1983. Application of mantle filter theory to the magnetic jerk of 1969. Geophys. J. R. Astr. Soc. 74, 713–746.

4. Bloxham, J., Zatman, S., Dumberry, M., 2002. The origin of geomagnetic jerks. Nature 420 (6911), 65–68. https://doi.org/10.1038/nature01134.

5. Brown, W., Mound, J., Livermore, P., 2013. Jerks abound: an analysis of geomagnetic observatory data from 1957 to 2008. Phys. Earth Planet. Inter. 223, 62–76. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2013.06.001.

6. Chulliat, A., Maus, S., 2014. Geomagnetic secular acceleration, jerks, and a localized standing wave at the core surface from 2000 to 2010. J. Geophys. Res. Solid Earth 119 (3), 1531–1543. https://doi.org/10.1002/2013jb010604.

7. Cox, G., Livermore, P., Mound, J., 2016. The observational signature of modelled torsional waves and comparison to geomagnetic jerks. Phys. Earth Planet. Inter. 255, 50–65. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2016.03.012.

8. Mandea, M., Olsen, N., 2006. A new approach to directly determine the secular variation from magnetic satellite observations. Geophys. Res. Lett. 33 (15). https://doi.org/10.1029/2006gl026616.

9. Nagao, H., Iyemori, T., Higuchi, T., Araki, T., 2003. Lower mantle conductivity anomalies estimated from geomagnetic jerks. J. Geophys. Res. Solid Earth 108 (B5). https://doi.org/10.1029/2002jb001786.

10. Silva, L., Hulot, G., 2012. Investigating the 2003 geomagnetic jerk by simultaneous inversion of the secular variation and acceleration for both the core flow and its acceleration. Phys. Earth Planet. Inter. 198-199, 28–50. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.03.002.

1. Alken, P., A. Maute, A. D. Richmond, H. Vanhamäki, and G. D. Egbert (2017), An application of principal component analysis to the interpretation of ionospheric current systems, J. Geophys. Res. Space Physics, 122, 5687–5708, doi:10.1002/2017JA024051.

2. Lühr, H., & Manoj, C. (2013). The complete spectrum of the equatorial electrojet related to solar tides: CHAMP observations. Annales Geophysicae, 31(8), 1315–1331. https://doi.org/10.5194/angeo-31-1315-2013

3. Lühr, H., Maus, S., and Rother, M. (2004), Noon‐time equatorial electrojet: Its spatial features as determined by the CHAMP satellite, J. Geophys. Res., 109, A01306, doi:10.1029/2002JA009656.

4. Yamazaki, Y., & Maute, A. (2017). Sq and EEJ—A review on the daily variation of the geomagnetic field caused by ionospheric dynamo currents. Space Science Reviews, 206(1-4), 299–405. https://doi.org/10.1007/s11214-016-0282-z

5. Olsen, N., & Stolle, C., 2012. Satellite geomagnetism. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 40, 441-65.

6. Lühr, H., Rother, M., Hausler, K., Alken, P., & Maus, S. (2008). The influence of nonmigrating tides on the longitudinal variation of the equatorial electrojet. Journal of Geophysical Research, 113, A08313. https://doi.org/10.1029/2008JA013064

7. Forbes, J. M., & Lindzen, R. S., 1976a. Atmospheric solar tides and their electrodynamic effects-II. The equatorial electrojet. J. Atmos. Terr. Phys. 38, 911-920.

8. Rigoti, A., Chamalaun, F. H., Trivedi, N. B., & Padilha, A. (1999). Characteristics of the Equatorial Electrojet determined from an array of magnetometers in N-NE Brazil. Earth Planets and Space, 51, 115-128

9. Lean, J., 2005. Living with a variable Sun. Physics Today.

10. Love, J. J., 2008. Magnetic monitoring of Earth and space. Physics Today.

1. Araya, J., Ritter, O., 2016. Source effects in mid-latitude geomagnetic transfer functions. Geophysical Journal International. Vol. 204(1), pp. 606#630. DOI: 10.1093/gji/ggv474

2. Avdeev, D. B., 2005. Three-dimensional electromagnetic modelling and inversion from theory to application. Surveys in Geophysics. Vol. 26, pp. 767-799. DOI:10.1007/s10712- 005-1836-x

3. Berdichevsky, M. N., Dmitriev, V., 2008. Models and Methods of Magnetotellurics. Springer, Berlin.

4. Kruglyakov, M., Kuvshinov, A., 2018. Using high-order polynomial basis in 3-D EM forward modeling based on volume integral equation method. Geophysical Journal International. Vol. 213, pp. 1387-1401. https://doi.org/10.1093/gji/ggy059

5. Kuvshinov, A. V., 2012. Deep Electromagnetic Studies from Land, Sea and Space: Progress Status in the Past 10 Years. Survey Geophysics. Vol. 33, pp. 169-209. https://doi.org/10.1007/s10712-011-9118-2

6. Morshhauser, A., Grayver, A. V., Kuvshinov, A. V., et al., 2019. Tippers at island geomagnetic observatories constrain electrical conductivity of oceanic lithosphere and upper mantle. Earth, Planets and Space. Vol. 71(1), pp. 17. http://doi.org/10.1186/s40623-019-0991-0

7. Parkinson, W., 1959. Directions of rapid geomagnetic fluctuations. Geophysical Journal International. Vol. 2(1), pp. 1-14. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1959.tb05776.x

8. Püthe, C., Kuvshinov, A., Olsen, N., 2015. Handling complex source structures in global EM induction studies: from C-responses to new arrays of transfer functions. Geophysical Journal International. Vol. 201, pp. 318-328. https://doi.org/10.1093/gji/ggv021

9. Samrock, F., Kuvshinov, A., 2013. Tippers at island observatories: Can we use them to probe electrical conductivity of the Earth's crust and upper mantle? Geophysical Research Letters. Vol. 40, pp. 824-828. https://doi.org/10.1002/grl.50218

10. Tyler, R. H., Boyer, T. P., Minami, T., et al., 2017. Electrical conductivity of the global ocean. Earth, Planets and Space. Vol. 69, pp. 156. DOI: 10.1186/s40623-017-0739-7

1. Miroshnichenko, L. I., De Koning, C. A., & Perez-Enriquez, R., 2000. Large solar event of September 29, 1989: ten years after. Space Science Reviews, 91(3-4), 615-715. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1005279108725.

2. Firoz, K. A., Gan, W. Q., Moon, Y. J., Rodríguez-Pacheco, J., & Li, Y. P., 2019. On the Relation between Flare and CME during GLE-SEP and Non-GLE-SEP Events. The Astrophysical Journal, 883(1), 91. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3c4e.

3. Riley, P., Baker, D., Liu, Y. D., Verronen, P., Singer, H., & Güdel, M., 2018. Extreme space weather events: from cradle to grave. Space Science Reviews, 214(1), 21. DOI: https://doi.org/10.1007/s11214-017-0456-3.

4. Gonzalez, W. D., Tsurutani, B. T., & De Gonzalez, A. L. C., 1999. Interplanetary origin of geomagnetic storms. Space Science Reviews, 88(3-4), 529-562. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1005160129098.

5. Trivedi, N. B., Abdu, M. A., Pathan, B. M., Dutra, S. L. G., Schuch, N. J., Santos, J. C., & Barreto, L. M. , 2005. Amplitude enhancement of SC (H) events in the South Atlantic anomaly region. Journal of atmospheric and solar-terrestrial physics, 67(17-18), 1751- 1760. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2005.03.010