ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
La vita sul nostro pianeta ha potuto svilupparsi grazie al campo magnetico generato dal nucleo della Terra che ci protegge dal vento solare. Ma un tempo le cose sembravano prendere la piega avvenuta su Marte…
Una volta su Marte, come hanno mostrato le sonde inviate sulla sua superficie e in orbita intorno ad esso, scorreva acqua, proprio come sulla Terra. Adesso, sul pianeta rosso, non ce n’è traccia, almeno non in superficie, se si fa eccezione per il ghiaccio ai poli.
A proposito, sapete perché si chiama “pianeta rosso”? Tutto ha a che fare col campo magnetico del corpo celeste, che a differenza di quello terrestre, è praticamente quasi nullo: questo ha fatto sì che il vento solare, particelle cariche emesse dalla nostra stella, hanno strappato col tempo parte dell’atmosfera del pianeta; in particolare molecole di idrogeno, più leggere e quindi più volatili, mentre l’ossigeno si ossidava con le molecole del suolo, diventanndo sostanzialmente ruggine e conferendogli quel particolare colore.
L’acqua così evaporata è scomparsa e ora il pianeta non è altro che una landa arida e desolata. Sulla Terra non è avvenuto, perché il campo magnetico generato dal nostro pianeta deflette il vento slare, impedendo di farci fare lo stesso destino toccato a Marte.
Circa 3.000 chilometri sotto i nostri piedi, il ferro liquido che ruota vorticosamente nel nucleo esterno della Terra genera il campo magnetico protettivo del nostro pianeta. Questo campo magnetico è invisibile ma è vitale per la vita sulla superficie terrestre perché appunto protegge il pianeta dal vento solare, i flussi di radiazione del sole.
Circa 565 milioni di anni fa, tuttavia, la forza del campo magnetico diminuì al 10% della sua forza oggi. Poi, misteriosamente, il campo riacquistò la sua forza poco prima dell’esplosione cambriana della vita multicellulare sulla Terra.
Cosa ha causato il rimbalzo del campo magnetico? Secondo una nuova ricerca degli scienziati dell’Università di Rochester, questo ringiovanimento è avvenuto in poche decine di milioni di anni – vale a diremolto rapidamente su scale temporali geologiche – e ha coinciso con la formazione del nucleo interno solido della Terra.
”Il nucleo interno è tremendamente importante”, afferma John Tarduno, William R. Kenan, Jr., professore di geofisica presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Ambientali a Rochester. “Poco prima che il nucleo interno iniziasse a crescere, il campo magnetico era sul punto di collassare, ma non appena il nucleo interno ha iniziato a crescere, il campo è stato rigenerato”.
Nell’articolo, pubblicato su Nature Communications, i ricercatori hanno determinato diverse date chiave nella storia del nucleo interno, tra cui una stima più precisa per la sua età. La ricerca fornisce indizi sulla storia e l’evoluzione futura della Terra e su come è diventato un pianeta abitabile, così come l’evoluzione di altri pianeti nel sistema solare.
La terra è composta da strati: la crosta, dove si trova la vita; il mantello, lo strato più spesso della Terra; il nucleo esterno fuso; e il nucleo interno solido.
Il campo magnetico terrestre viene generato nel suo nucleo esterno, dove il ferro liquido provoca correnti elettriche, dando origine a un fenomeno chiamato geodinamo.
A causa della relazione del campo magnetico con il nucleo della Terra, gli scienziati hanno cercato per decenni di determinare come il campo magnetico e il nucleo della Terra sono cambiati nel corso della storia del nostro pianeta.
Non possono misurare direttamente il campo magnetico a causa della posizione e delle temperature estreme dei materiali nel nucleo. Fortunatamente, i minerali che salgono sulla superficie terrestre contengono minuscole particelle magnetiche che rivelano la direzione e l’intensità del campo magnetico nel momento in cui i minerali si raffreddano dal loro stato fuso.
Per analizzare meglio l’età e la crescita del nucleo interno, Tarduno e il suo team hanno utilizzato un laser CO2 e il magnetometro superconduttore SQUID (Superconducting Interference Device) del laboratorio per analizzare i cristalli di feldspato dall’anortosite di roccia. Questi cristalli hanno piccoli aghi magnetici al loro interno che sono “registratori magnetici perfetti”, dice Tarduno.
Studiando il magnetismo bloccato in antichi cristalli – un campo noto come paleomagnetismo – i ricercatori hanno determinato due nuove date importanti nella storia del nucleo interno:
550 milioni di anni fa: il momento in cui il campo magnetico ha iniziato a rinnovarsi rapidamente dopo un quasi collasso 15 milioni di anni prima. I ricercatori attribuiscono il rapido rinnovamento del campo magnetico alla formazione di un nucleo interno solido che ha ricaricato il nucleo esterno fuso e ripristinato la forza del campo magnetico.
450 milioni di anni fa: il momento in cui la struttura del nucleo interno in crescita è cambiata, segnando il confine tra il nucleo interno più interno e quello più esterno. Questi cambiamenti nel nucleo interno coincidono con cambiamenti nello stesso periodo nella struttura della mensola sovrastante, a causa della tettonica a placche sulla superficie.
”Poiché abbiamo limitato l’età del nucleo interno in modo più accurato, abbiamo potuto esplorare il fatto che l’attuale nucleo interno è in realtà composto da due parti”, dice Tarduno. “I movimenti tettonici a placche sulla superficie terrestre hanno influenzato indirettamente il nucleo interno, e la storia di questi movimenti è impressa in profondità all’interno della Terra nella struttura del nucleo interno”.
Una migliore comprensione delle dinamiche e della crescita del nucleo interno e del campo magnetico ha importanti implicazioni, non solo nello scoprire il passato della Terra e prevedere il suo futuro, ma nello svelare i modi in cui altri pianeti potrebbero formare scudi magnetici e sostenere le condizioni necessarie per ospitare la vita.
I ricercatori ritengono che Marte, ad esempio, una volta avesse un campo magnetico, ma il campo si è dissipato, lasciando il pianeta vulnerabile al vento solare.
“La Terra avrebbe certamente perso molta più acqua se il campo magnetico terrestre non fosse stato rigenerato”, dice Tarduno. “Il pianeta sarebbe molto più secco e molto diverso dal pianeta di oggi”.
In termini di evoluzione planetaria, quindi, la ricerca sottolinea l’importanza di uno scudo magnetico e di un meccanismo per sostenerlo, dice.
”Questa ricerca evidenzia davvero la necessità di avere qualcosa come un nucleo interno in crescita che sostenga un campo magnetico per l’intera vita – molti miliardi di anni – di un pianeta”.
immagine: University of Rochester illustration / Michael Osadciw
