TERRA: IL NUCLEO DEL PIANETA STA CRESCENDO SOLO DA UN LATO

Più di 5.000 chilometri sotto di noi, il nucleo interno di metallo solido della Terra non è stato scoperto fino al 1936. Quasi un secolo dopo, stiamo ancora lottando per rispondere a domande di base su quando e come si è formato per la prima volta.

Questi non sono enigmi facili da risolvere. Non possiamo campionare direttamente il nucleo interno, quindi la chiave per svelare i suoi misteri sta nella collaborazione tra sismologi, che lo campionano indirettamente con onde sismiche, geodinamici, che creano modelli della sua dinamica, e fisici minerali, che studiano il comportamento del ferro leghe ad alte pressioni e temperature.

Combinando queste discipline, gli scienziati hanno fornito un indizio importante su ciò che sta accadendo miglia sotto i nostri piedi. In un nuovo studio, rivelano come il nucleo interno della Terra stia crescendo più velocemente da un lato rispetto all'altro, il che potrebbe aiutare a spiegare quanti anni ha il nucleo interno e l'intrigante storia del campo magnetico terrestre.

Terra primitiva

Il nucleo della Terra si è formato molto presto nei 4,5 miliardi di anni di storia del nostro pianeta, entro i primi 200 milioni di anni. La gravità ha attirato il ferro più pesante al centro del giovane pianeta, lasciando i minerali rocciosi e silicati a formare il mantello e la crosta.

La formazione della Terra ha catturato molto calore all'interno del pianeta. La perdita di questo calore e il riscaldamento dovuto al decadimento radioattivo in corso hanno da allora guidato l'evoluzione del nostro pianeta. La perdita di calore all'interno della Terra guida il flusso vigoroso nel nucleo esterno di ferro liquido, che crea il campo magnetico terrestre. Nel frattempo, il raffreddamento all'interno delle profondità della Terra aiuta la tettonica a zolle, che modella la superficie del nostro pianeta.

Quando la Terra si è raffreddata nel tempo, la temperatura al centro del pianeta alla fine è scesa al di sotto del punto di fusione del ferro a pressioni estreme e il nucleo interno ha iniziato a cristallizzare. Oggi, il nucleo interno continua a crescere di circa 1 mm di raggio ogni anno, il che equivale alla solidificazione di 8.000 tonnellate di ferro fuso al secondo. In miliardi di anni, questo raffreddamento alla fine porterà l'intero nucleo a diventare solido, lasciando la Terra senza il suo campo magnetico protettivo.

Problema fondamentale

Si potrebbe supporre che questa solidificazione crei una sfera solida omogenea, ma non è così. Negli anni '90, gli scienziati si sono resi conto che la velocità delle onde sismiche che viaggiavano attraverso il nucleo interno variava in modo imprevisto. Questo suggeriva che stava accadendo qualcosa di asimmetrico nel nucleo interno.

In particolare, le metà orientale e occidentale del nucleo interno hanno mostrato diverse variazioni di velocità delle onde sismiche. La parte orientale del nucleo interno è sotto l'Asia, l'Oceano Indiano e l'Oceano Pacifico occidentale, e l'ovest si trova sotto le Americhe, l'Oceano Atlantico e il Pacifico orientale.

Il nuovo studio ha sondato questo mistero, utilizzando nuove osservazioni sismiche combinate con modelli geodinamici e stime di come si comportano le leghe di ferro ad alta pressione. Hanno scoperto che il nucleo interno orientale situato sotto il Mare di Banda in Indonesia sta crescendo più velocemente rispetto al lato occidentale sotto il Brasile.

Puoi pensare a questa crescita irregolare come se cercassi di fare il gelato in un congelatore che funziona solo da un lato: i cristalli di ghiaccio si formano solo sul lato del gelato dove il raffreddamento è efficace. Nella Terra, la crescita irregolare è causata dal resto del pianeta che assorbe calore più rapidamente da alcune parti del nucleo interno rispetto ad altre.

Ma a differenza del gelato, il nucleo interno solido è soggetto a forze gravitazionali che distribuiscono uniformemente la nuova crescita attraverso un processo di flusso interno strisciante, che mantiene la forma sferica del nucleo interno. Ciò significa che la Terra non corre alcun pericolo di ribaltamento, sebbene questa crescita irregolare venga registrata nelle velocità delle onde sismiche nel nucleo interno del nostro pianeta.

Incontri il nucleo

Quindi questo approccio ci aiuta a capire quanti anni potrebbe avere il nucleo interno? Quando i ricercatori hanno confrontato le loro osservazioni sismiche con i loro modelli di flusso, hanno scoperto che è probabile che il nucleo interno, al centro dell'intero nucleo formatosi molto prima, abbia un'età compresa tra 500 milioni e 1.500 milioni di anni.

Lo studio riporta che l'estremità più giovane di questa fascia di età è la corrispondenza migliore, sebbene l'estremità più vecchia corrisponda a una stima effettuata misurando i cambiamenti nella forza del campo magnetico terrestre. Qualunque sia il numero che si rivela corretto, è chiaro che il nucleo interno è relativamente giovane, da qualche parte tra un nono e un terzo della stessa Terra.

Questo nuovo lavoro presenta un nuovo potente modello del nucleo interno. Tuttavia, una serie di ipotesi fisiche fatte dagli autori dovrebbero essere vere affinché ciò sia corretto. Ad esempio, il modello funziona solo se il nucleo interno è costituito da una specifica fase cristallina del ferro, sulla quale c'è qualche incertezza.

E il nostro nucleo interno irregolare rende la Terra insolita? Si scopre che molti corpi planetari hanno due metà che sono in qualche modo diverse l'una dall'altra. Su Marte, la superficie della metà settentrionale è più bassa mentre la metà meridionale è più montuosa. La crosta del lato vicino della Luna è chimicamente diversa da quella del lato lontano. Su Mercurio e Giove non è la superficie che è irregolare ma il campo magnetico, che non forma un'immagine speculare tra nord e sud.

Quindi, mentre le cause di tutte queste asimmetrie variano, la Terra sembra essere in buona compagnia come pianeta leggermente asimmetrico in un sistema solare di corpi celesti sbilenchi.

Da: The Conversation

- Eyes Bio