La Terra e il suo studio ha sempre affascinato l’uomo in qualche modo, ma delle anomalie magnetiche sono state scoperte di recente.
Raggiungere le regioni più profonde della Terra è, paradossalmente, molto più difficile che esplorare lo spazio. L’umanità ha percorso circa 25 miliardi di chilometri oltre il nostro pianeta, ma quando si tratta di scavare sotto la superficie terrestre siamo riusciti ad arrivare a poco più di 12 chilometri di profondità; un limite enorme, che lascia vaste aree dell’interno del pianeta ancora avvolte dal mistero.
Questa mancanza di conoscenze è particolarmente critica in prossimità del confine tra mantello e nucleo, la frontiera interna più importante della Terra. Ed è proprio lì che una nuova ricerca ha individuato comportamenti magnetici inattesi, in grado di riscrivere alcune certezze consolidate sulla struttura e sull’evoluzione del nostro pianeta.
Anomalie magnetiche, coinvilti due colossi incandescenti sotto Africa e Pacifico
Uno studio pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, guidato dall’Università di Liverpool, ha individuato prove magnetiche dell’esistenza di due enormi strutture rocciose estremamente calde situate alla base del mantello terrestre, a circa 2.900 chilometri di profondità, una sotto l’Africa e l’altra sotto l’Oceano Pacifico.
Queste formazioni, grandi quanto continenti, sembrano influenzare direttamente il nucleo esterno liquido, composto principalmente da ferro fuso. Secondo i ricercatori, tali strutture solide e surriscaldate, circondate da materiale più freddo disposto in una sorta di anello globale, avrebbero contribuito a modellare il campo magnetico terrestre per milioni di anni.
Magnetismo antico e supercomputer: così si studia la Terra profonda
Ricostruire il comportamento del campo magnetico terrestre nel passato remoto non è un compito semplice. Per farlo, il team ha combinato dati paleomagnetici – ovvero segnali magnetici conservati nelle rocce – con simulazioni avanzate della geodinamo, il processo fisico attraverso cui il movimento del ferro liquido nel nucleo esterno genera il campo magnetico terrestre.
Il principio è simile a quello di una turbina eolica, che trasforma il movimento in energia: nel caso della Terra, il movimento del metallo fuso produce il campo magnetico che protegge il pianeta dalle radiazioni cosmiche.
Grazie a modelli numerici eseguiti su supercomputer, i ricercatori sono riusciti a ricostruire alcune caratteristiche fondamentali del campo magnetico terrestre negli ultimi 265 milioni di anni. Anche con potenze di calcolo moderne, simulare intervalli di tempo così vasti richiede uno sforzo computazionale enorme.
Il confine tra nucleo e mantello non è uniforme
Uno dei risultati più interessanti dello studio riguarda la distribuzione del calore al confine tra nucleo e mantello. I dati mostrano che questa regione non ha una temperatura omogenea: esistono forti contrasti termici, con zone particolarmente calde situate proprio sotto le due gigantesche strutture rocciose.
In queste aree, il ferro liquido del nucleo potrebbe addirittura ristagnare, invece di partecipare al flusso dinamico osservato sotto le regioni più fredde. Questo comportamento avrebbe un impatto diretto sulla stabilità e sull’evoluzione del campo magnetico terrestre.
Lo studio evidenzia inoltre che alcune componenti del campo magnetico sono rimaste straordinariamente stabili per centinaia di milioni di anni, mentre altre hanno subito cambiamenti radicali nel corso della storia del pianeta.
Implicazioni che vanno oltre la geofisica
Andy Biggin, professore di geomagnetismo all’Università di Liverpool, spiega che queste scoperte rafforzano l’importanza di utilizzare i dati del campo magnetico antico per comprendere sia l’evoluzione dinamica della Terra profonda sia le sue caratteristiche più stabili nel tempo.
Le implicazioni non si fermano alla geofisica: i risultati potrebbero aiutare a chiarire questioni ancora aperte sulla configurazione dei continenti nel passato, come la formazione e la frammentazione della Pangea, e contribuire a ridurre le incertezze legate al clima antico, alla paleobiologia e alla formazione delle risorse naturali.
Finora si è spesso dato per scontato che, mediato su lunghi periodi, il campo magnetico terrestre si comportasse come un perfetto magnete a barra allineato con l’asse di rotazione del pianeta. Secondo i ricercatori, questa ipotesi potrebbe non essere del tutto corretta.
Chi c’è dietro la ricerca
Lo studio è stato condotto dal gruppo di ricerca DEEP (Determining Earth Evolution using Palaeomagnetism) dell’Università di Liverpool, in collaborazione con l’Università di Leeds. Il team analizza segnali magnetici conservati nelle rocce di tutto il mondo per ricostruire la storia del campo magnetico terrestre e le dinamiche interne del pianeta.
Il progetto DEEP è attivo dal 2017 ed è finanziato dal Leverhulme Trust e dal Natural Environment Research Council (NERC).
