Indizi di strutture misteriose vicino al nucleo terrestre rilevati nel campo magnetico

Esplorare le profondità della Terra è una sfida molto più grande che esplorare il Sistema Solare. Sebbene abbiamo viaggiato per 25 miliardi di chilometri nello spazio, la profondità massima che abbiamo mai raggiunto sotto i nostri piedi è di poco superiore ai 12km. Di conseguenza, si sa poco sulle condizioni alla base del mantello e sopra il nucleo, l’interfaccia più significativa nell’interno della Terra e la regione in cui nuove ricerche hanno ora scoperto un’interessante attività magnetica. Pubblicata su Nature Geosciences, una ricerca condotta dall’Università di Liverpool ha identificato prove magnetiche che due immense strutture rocciose ultra-calde situate alla base del mantello terrestre, circa 2.900km sotto l’Africa e il Pacifico, influenzano il nucleo esterno liquido sottostante.

Lo studio dimostra che queste enormi masse di materiale solido surriscaldato, circondate da un anello di roccia più fredda che va da un polo all’altro, modellano il campo magnetico terrestre da milioni di anni.

Simulazione dell’antico campo magnetico terrestre

Sia la misurazione degli antichi campi magnetici che la simulazione dei processi che li generano sono tecnicamente impegnative. Per studiare queste caratteristiche delle profondità terrestri, il team di ricerca ha combinato osservazioni paleomagnetiche con simulazioni computerizzate avanzate della geodinamo, il flusso di ferro liquido nel nucleo esterno che genera il campo magnetico terrestre come una turbina eolica genera elettricità.

I modelli numerici hanno permesso loro di ricostruire osservazioni chiave del comportamento del campo magnetico osservate negli ultimi 265 milioni di anni. Anche con un supercomputer, eseguire tali simulazioni, soprattutto su scale temporali lunghe, rappresenta un’enorme sfida computazionale.

Cosa rivelano i nuovi risultati

I risultati hanno rivelato che il limite superiore del nucleo esterno è tutt’altro che uniforme in termini di temperatura. Al contrario, presenta forti contrasti termici, con regioni calde localizzate sormontate da strutture rocciose delle dimensioni di continenti.

Ha inoltre dimostrato che alcune parti del campo magnetico sembrano essere rimaste relativamente stabili per centinaia di milioni di anni, mentre altre sono cambiate significativamente nel tempo.

Implicazioni per la storia e il clima della Terra

Andy Biggin, professore di geomagnetismo all’Università di Liverpool, ha affermato: “questi risultati suggeriscono che ci siano forti contrasti di temperatura nel mantello roccioso appena sopra il nucleo e che, al di sotto delle regioni più calde, il ferro liquido nel nucleo potrebbe ristagnare anziché partecipare al vigoroso flusso osservato al di sotto delle regioni più fredde. Ottenere tali informazioni sulle profondità della Terra su scale temporali molto lunghe rafforza la tesi dell’utilizzo delle registrazioni dell’antico campo magnetico per comprendere sia l’evoluzione dinamica delle profondità della Terra sia le sue proprietà più stabili”.

“Questi risultati hanno anche importanti implicazioni per le questioni relative alle antiche configurazioni continentali, come la formazione e la disgregazione della Pangea, e possono aiutare a risolvere incertezze di lunga data sul clima antico, sulla paleobiologia e sulla formazione delle risorse naturali. Queste aree hanno ipotizzato che il campo magnetico terrestre, calcolato in media su lunghi periodi, si comportasse come una perfetta barra magnetica allineata con l’asse di rotazione del pianeta. Le nostre scoperte indicano che questo potrebbe non essere del tutto vero”, conclude Biggin.