Ben 41.000 anni fa lo scudo magnetico della Terra collassò: cosa sanno gli scienziati di questo evento?
La Terra sarebbe “nuda” senza la sua barriera protettiva. Lo scudo magnetico che circonda la Terra la protegge dall'attacco naturale dei raggi cosmici. Scopriamolo insieme.
A volte lo scudo si indebolisce e oscilla, consentendo ai raggi cosmici di colpire l'atmosfera, creando una pioggia di particelle che, secondo gli scienziati, può devastare la biosfera. Questo è accaduto molte volte nella storia del nostro pianeta, tra cui 41.000 anni fa nel cosiddetto evento di Laschamps.
I raggi cosmici sono particelle ad alta energia, solitamente protoni o nuclei atomici, che viaggiano nello spazio a velocità relativistiche. Normalmente, vengono deviati nello spazio e allontanati dalla Terra dallo scudo magnetico del pianeta. Tuttavia, questo scudo è un fenomeno naturale e la sua forza fluttua, così come il suo orientamento. Quando ciò accade, i raggi cosmici colpiscono l'atmosfera terrestre.
Ciò crea una pioggia di particelle secondarie chiamate radionuclidi cosmogenici. Questi isotopi vengono incorporati nei sedimenti e nelle carote di ghiaccio e persino nella struttura di esseri viventi come gli alberi. Esistono diversi tipi di isotopi, tra cui il calcio 41 e il carbonio 14. Alcuni di questi isotopi sono stabili.
Alcuni isotopi sono stabili, altri sono radioattivi. Quelli radioattivi hanno un'emivita che va da soli 20 minuti (carbonio 11) a 15,7 milioni di anni (xeno 129).
Quando lo scudo terrestre si indebolisce, una quantità maggiore di questi isotopi raggiunge la superficie del pianeta e si accumula nei sedimenti e nel ghiaccio. Studiando questi nuclei e sedimenti, gli scienziati possono determinare la storia dello scudo magnetico.
Le variazioni dello scudo magnetico terrestre
Le osservazioni di questo scudo magnetico mostrano che la Terra ha subito un'escursione o inversione geomagnetica 41.000 anni fa. È chiamata escursione o evento di Laschamps, in onore delle colate laviche di Laschamps in Francia, dove si sono rilevate le più importanti anomalie geomagnetiche.
Ogni poche centinaia di migliaia di anni, i poli magnetici della Terra si invertono. Il Nord diventa Sud e viceversa. Tra questi grandi eventi ve ne sono altri più piccoli, chiamati escursioni. Durante le escursioni, i poli si spostano per qualche tempo senza cambiare posto.
Le escursioni indeboliscono lo scudo terrestre e possono durare da poche migliaia a decine di migliaia di anni. Quando ciò accade, un maggior numero di raggi cosmici colpisce l'atmosfera, creando più radionuclidi che cadono sulla Terra.
Negli studi paleomagnetici gli scienziati si concentrano spesso su uno specifico isotopo radioattivo. Il berillio 10 ha un'emivita relativamente lunga di 1,36 milioni di anni e tende ad accumularsi sulla superficie del suolo.
Cosa ci dicono gli scienziati sull'ultima escursione di Laschamps?
Sanja Panovska è una ricercatrice del GFZ di Potsdam, in Germania, che studia il geomagnetismo. Alla recente Assemblea Generale dell'Unione Europea delle Geoscienze (EGU) 2024, Panovska ha presentato nuovi studi sull'escursione di Laschamps. Ha scoperto che durante l'escursione di Laschamps la produzione di Be 10 è stata doppia rispetto al normale.
Per comprendere meglio l'escursione di Laschamps, la Panovska ha combinato radionuclidi cosmogenici e dati paleomagnetici per ricostruire il campo magnetico terrestre dell'epoca. Ha anche scoperto che quando il campo diminuiva di intensità, si riduceva anche.
La transizione dal campo normale a quello invertito è durata circa 250 anni ed è rimasta invertita per circa 440 anni. Durante la transizione, lo scudo terrestre si è ridotto ad appena il 5% della sua forza normale. Quando è stato completamente invertito, era a circa il 25% della sua forza normale. Questo indebolimento ha permesso a una maggiore quantità di Be 10 e di altri radionuclidi cosmogenici di raggiungere la superficie terrestre.
Questi radionuclidi non si accumulano solo nei sedimenti e nel ghiaccio. Alcuni di essi sono radioattivi. L'indebolimento dello scudo ha indebolito anche lo strato di ozono, permettendo a una maggiore quantità di radiazioni UV di raggiungere la superficie terrestre. Anche l'atmosfera ad alta quota si è raffreddata, alterando i flussi di vento. Questo avrebbe potuto causare drastici cambiamenti alla superficie terrestre.
Per questi motivi, l'evento di Laschamps è stato collegato all'estinzione dei Neanderthal, all'estinzione della megafauna australiana e persino alla comparsa dell'arte rupestre. Questi collegamenti non hanno retto all'esame scientifico, ma ciò non significa che eventi come quello di Laschamps non siano pericolosi. Se si verificassero ora, distruggerebbero le nostre reti elettriche e la regione equatoriale della Terra si illuminerebbe di aurore.
Gli scienziati stanno imparando che lo scudo magnetico non è statico. Ci sono anomalie. Una di queste è l'anomalia dell'Atlantico meridionale, una regione in cui il campo magnetico è più debole vicino alla Terra. Quando i satelliti attraversano questa regione, sono esposti a livelli più elevati di radiazioni ionizzanti.
Questa anomalia è probabilmente causata da un serbatoio di roccia densa all'interno della Terra, il che illustra la complessità dello scudo magnetico. Gli scienziati non sono sicuri dell'effetto dei raggi cosmici sulla vita quando lo scudo magnetico è debole.
Si è tentati di correlare le estinzioni a eventi come l'escursione di Laschamps, quando si allineano temporalmente. Ma i poli si sono spostati, indeboliti e invertiti molte volte e la vita è ancora qui e continua a prosperare.
Fonte della notizia:
Panovska S. Long-term changes of the geomagnetic field: recent progress, challenges and applications. EGU General Assembly 2024.