Utilizzando 11 anni di misurazioni del campo magnetico effettuate dalla costellazione di satelliti Swarm dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), gli scienziati hanno scoperto che la regione debole del campo magnetico terrestre sopra l’Atlantico meridionale, nota come Anomalia del Sud Atlantico, si è espansa di un’area pari a quasi la metà dell’Europa continentale dal 2014. Il campo magnetico terrestre è fondamentale per la vita sul nostro pianeta. È una forza complessa e dinamica che ci protegge dalle radiazioni cosmiche e dalle particelle cariche provenienti dal Sole. È generato in gran parte da un oceano globale di ferro liquido fuso e vorticoso che costituisce il nucleo esterno a circa 3000km sotto i nostri piedi.
Agendo come un conduttore rotante nella dinamo di una bicicletta, crea correnti elettriche che a loro volta generano il nostro campo elettromagnetico in continua evoluzione, ma in realtà i processi che generano il campo sono molto più complessi.
La missione Swarm
Swarm, una missione Earth Explorer sviluppata nell’ambito del programma FutureEO di Osservazione della Terra dell’ESA, comprende una costellazione di tre satelliti identici che misurano con precisione i segnali magnetici provenienti dal nucleo, dal mantello, dalla crosta e dagli oceani terrestri, nonché dalla ionosfera e dalla magnetosfera.
Grazie a questa missione eccezionale, gli scienziati stanno acquisendo maggiori informazioni sulle diverse fonti di magnetismo per comprendere come e perché il campo magnetico si sta indebolendo in alcune aree e rafforzando in altre.
L’Anomalia del Sud Atlantico
L’Anomalia del Sud Atlantico è stata identificata per la prima volta a sud-est del Sud America nel XIX secolo. Oggi, l’Anomalia del Sud Atlantico è di particolare interesse per la sicurezza spaziale, poiché i satelliti che sorvolano la regione sono esposti a dosi più elevate di radiazioni in arrivo. Ciò può causare malfunzionamenti o danni a componenti hardware critici, e persino blackout.
Pubblicati questo mese su Physics of the Earth and Planetary Interiors, gli ultimi risultati della missione Swarm rivelano che, mentre l’Anomalia del Sud Atlantico si è espansa costantemente tra il 2014 e il 2025, una regione dell’Oceano Atlantico a sud-ovest dell’Africa ha subito un indebolimento ancora più rapido del campo magnetico terrestre dal 2020.
“L’Anomalia del Sud Atlantico non è un singolo blocco“, afferma l’autore principale Chris Finlay, professore di geomagnetismo presso l’Università Tecnica della Danimarca. “Sta cambiando in modo diverso verso l’Africa rispetto al Sud America. C’è qualcosa di speciale che sta accadendo in questa regione che sta causando un indebolimento del campo magnetico più intenso”.
Questo comportamento è legato a strani pattern nel campo magnetico al confine tra il nucleo esterno liquido della Terra e il suo mantello roccioso, noti come zone di flusso inverso.
Il Prof. Finlay spiega: “normalmente ci aspetteremmo di vedere linee di campo magnetico che fuoriescono dal nucleo nell’emisfero australe. Ma al di sotto dell’Anomalia del Sud Atlantico osserviamo aree inaspettate in cui il campo magnetico, invece di uscire dal nucleo, vi ritorna. Grazie ai dati di Swarm, possiamo vedere una di queste aree spostarsi verso ovest sopra l’Africa, il che contribuisce all’indebolimento dell’Anomalia del Sud Atlantico in questa regione“.
11 anni da record per Swarm
L’ultimo modello del campo magnetico generato dal nucleo terrestre segna una nuova pietra miliare per i satelliti Swarm dell’ESA, che hanno ora fornito la più lunga registrazione continua di misurazioni del campo magnetico dallo spazio.
I satelliti sono stati lanciati il 22 novembre 2013 come quarta missione Earth Explorer, satelliti pionieristici che costituiscono una componente chiave del programma FutureEO dell’ESA. Concepite come dimostrazioni di tecnologie innovative per l’osservazione della Terra, queste missioni hanno superato di gran lunga la loro durata di vita originaria, diventando parte integrante delle registrazioni a lungo termine, fornendo dati per servizi operativi critici e aprendo la strada alle future generazioni di satelliti.
I dati di Swarm supportano i modelli magnetici globali utilizzati per la navigazione, monitorano i rischi meteorologici spaziali e consentono una visione senza precedenti del nostro sistema Terra, dal suo nucleo fino alle zone più esterne dell’atmosfera terrestre.
Il campo magnetico terrestre si rafforza sopra la Siberia
Gli ultimi risultati di Swarm evidenziano la natura dinamica del magnetismo terrestre. Ad esempio, nell’emisfero australe c’è un punto in cui il campo magnetico è particolarmente intenso, mentre nell’emisfero settentrionale ce ne sono due: uno attorno al Canada e l’altro attorno alla Siberia.
“Quando si cerca di comprendere il campo magnetico terrestre, è importante ricordare che non si tratta di un semplice dipolo, come una calamita a barra. È solo grazie a satelliti come Swarm che possiamo mappare completamente questa struttura e osservarne i cambiamenti“, ha affermato il Prof. Finlay.
Tuttavia, da quando Swarm è in orbita, il campo magnetico sopra la Siberia si è rafforzato, mentre si è indebolito sopra il Canada. La regione canadese con campo magnetico forte si è ridotta dello 0,65% della superficie terrestre, una superficie quasi pari a quella dell’India, mentre la regione siberiana è cresciuta dello 0,42% della superficie terrestre, una superficie paragonabile a quella della Groenlandia.
Questo spostamento, causato da complessi processi in atto nel turbolento nucleo terrestre, è associato allo spostamento del polo magnetico nord verso la Siberia negli ultimi anni. Questo spostamento è importante per la navigazione, che è influenzata dalla danza tra queste due aree di forte campo magnetico.
Anja Stromme, responsabile della missione Swarm dell’ESA, ha dichiarato: “è davvero meraviglioso vedere il quadro generale della nostra Terra dinamica grazie alle estese serie temporali di Swarm. I satelliti sono tutti in buone condizioni e forniscono dati eccellenti, quindi speriamo di poter estendere questo record oltre il 2030, quando il minimo solare consentirà di ottenere informazioni senza precedenti sul nostro pianeta”.
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