Il nucleo del nostro pianeta è forse "un pianeta all'interno della Terra": i risultati di uno studio
Dall'analisi dei dati sismici è stato scoperto che il nucleo interno della Terra mostra una varietà di tessiture. I dati coprono gli ultimi 27 anni di una rete di sismometri allestita per far rispettare il trattato sul divieto dei test nucleari.
Senza il nucleo del nostro pianeta, non esisterebbe il campo magnetico protettivo e la vita qui sarebbe molto diversa. Per molti anni gli scienziati si sono incuriositi su questo nucleo interno. Volevano capire come si è formato e se è cambiato in tutto questo tempo. Grazie a tutte queste domande, un team di ricercatori, guidato dall'Università dello Utah e supportato dalla US National Science Foundation, ha deciso di approfondire l'argomento.
Utilizzando strumenti speciali hanno iniziato ad ascoltare, monitorare e analizzare le onde sismiche dei terremoti per capire cosa c'è dentro il nostro pianeta. Per molto tempo, molte persone hanno creduto che il nucleo fosse una palla solida e uniforme. Ma una recente ricerca del geologo della Cornell University Guanning Pang e del suo team l'ha confrontata con una carta da parati tentacolare con diverse trame e forme, mettendo da parte la visione di una perfetta sfera metallica del nostro nucleo.
Il recente studio di Pang sulla rivista scientifica Nature mostra che il nucleo non è lo stesso ovunque. Keith Koper dell'Università dello Utah, che ha svolto un ruolo importante in questo studio, ha affermato che si sta cercando di dare un'occhiata più da vicino a questo nucleo. Lo sforzo è simile a quello necessario per scattare una foto di qualcosa di profondo e nascosto. "È un lavoro complicato, ma si stanno facendo progressi", ha detto in un'intervista.
La voce del pianeta ci dà un'idea della sua origine!
Quando alcuni paesi hanno deciso di vietare le esplosioni nucleari, le Nazioni Unite hanno istituito un sistema speciale nel 1996. Questo sistema dispone di strumenti in tutto il mondo per rilevare se qualcuno sta eseguendo un test nucleare. Ma questi strumenti catturano anche altri suoni e movimenti. Il fulcro è l'International Monitoring System (IMS), che dispone di quattro sistemi per rilevare le esplosioni utilizzando strumenti di rilevamento avanzati situati in tutto il mondo.
Sebbene il loro scopo sia imporre un divieto internazionale alle detonazioni nucleari, hanno anche prodotto una grande quantità di dati che gli scienziati possono utilizzare per gettare nuova luce su ciò che sta accadendo all'interno della Terra, degli oceani e dell'atmosfera.
Se da una parte la superficie terrestre è stata accuratamente mappata e caratterizzata, il suo interno è molto più difficile da studiare in quanto non è direttamente accessibile. I migliori strumenti per rilevare questo regno nascosto sono le onde sismiche dei terremoti che si propagano dalla sottile crosta del pianeta, vibrando attraverso il suo mantello roccioso e il nucleo metallico.
Un pianeta dentro un altro pianeta
Negli ultimi anni, il laboratorio di Koper ha analizzato la sensibilità dei dati sismici al nucleo interno. Uno studio precedente, condotto da Pang, ha identificato le variazioni tra le rotazioni della Terra e il suo nucleo interno che potrebbero aver causato un cambiamento nella lunghezza del giorno tra il 2001 e il 2003.
"È come un pianeta all'interno di un pianeta che ha una propria rotazione ed è disaccoppiato da questo grande oceano di ferro fuso", ha detto Koper, professore di geologia che dirige le stazioni sismografiche.
Il campo protettivo di energia magnetica che circonda la Terra è creato dalla convezione che si verifica all'interno del nucleo esterno liquido, che si estende per 2.260 chilometri sopra il nucleo solido, ha detto. Il metallo fuso sale sopra il solido nucleo interno, si raffredda mentre si avvicina al mantello roccioso della Terra e affonda. Questa circolazione genera le bande di elettroni che circondano e proteggono il pianeta.
Per il nuovo studio, il team ha analizzato i dati sismici registrati da 20 set di sismometri collocati in tutto il mondo, di cui due in Antartide. Questi strumenti sono inseriti in fori praticati fino a 10 metri nelle formazioni granitiche e sono disposti in schemi per focalizzare i segnali che ricevono, in modo simile a come funzionano le antenne paraboliche. Pang ha analizzato le onde sismiche di 2.455 terremoti, tutti di magnitudo superiore a 5,7.
Il modo in cui queste onde rimbalzano sul nucleo interno aiuta a mappare la sua struttura interna. I terremoti più piccoli non generano onde abbastanza forti da essere utili per lo studio.
Una delle conclusioni più forti: il nucleo sta cambiando
Gli scienziati utilizzarono per la prima volta le onde sismiche per determinare che il nucleo interno fosse solido nel 1936. Prima della scoperta da parte della sismologa danese Inge Lehmann, si presumeva che l'intero nucleo fosse liquido poiché è estremamente caldo, vicino ai 10.000 gradi Fahrenheit, all'incirca la temperatura della superficie del sole. Ad un certo punto della storia della Terra, il nucleo interno ha cominciato a "nucleare", o a solidificarsi, sotto le intense pressioni al centro del pianeta.
Non si sa quando è iniziato quel processo, ma il team ha ottenuto importanti indizi dai dati sismici, che hanno rivelato un effetto di dispersione associato alle onde che penetrano in profondità nel nucleo.
"Pensiamo che questo tessuto sia correlato alla velocità di crescita del nucleo interno. Molto tempo fa, il nucleo interno è cresciuto molto velocemente. Ha raggiunto un equilibrio e poi ha iniziato a crescere molto più lentamente", ha detto Koper. "Non tutto il ferro è diventato solido, quindi del ferro liquido potrebbe rimanere intrappolato all'interno."