Un nuovo studio rivela i dettagli della composizione e della struttura del nucleo interno della Terra
Le immagini sismologiche hanno permesso di scoprire dettagli del solido nucleo interno della Terra, qualcosa che ancora oggi rimane un mistero. Il rapporto indica che il centro del pianeta potrebbe trovarsi in uno stato di convezione termica.
Una delle navi inviate nello spazio, la Voyager 1, è riuscita a raggiungere lo spazio interstellare, oltre Plutone. I telescopi più potenti sono riusciti a spingersi fino a distanze temporali prossime al Big Bang. Per non parlare della tecnologia che ha catapultato la comunicazione e lo sviluppo. Ma anche così, c’è ancora molto da sapere e da capire sul centro della Terra
Nonostante i notevoli progressi nella sismologia, nella fisica minerale, nella geodinamica, nel paleomagnetismo e nella geofisica matematica, la struttura e l’evoluzione del nucleo interno della Terra rimangono enigmatiche. Uno dei problemi più significativi è la sua storia termica e lo stato termico attuale. Sono state proposte diverse ipotesi per un nucleo interno nella convezione termica: una modalità traslazionale semplice, ad alta viscosità, o una convezione classica, a bassa viscosità, di tipo pennacchio.
Una recente indagine pubblicata da Nature tenta di avanzare su queste domande, cercando di dare risposte. Lì, è stata utilizzata l’imaging sismico all’avanguardia per sondare lo strato più esterno del nucleo interno per la sua velocità di compressione isotropa e confrontarla con le mappe di attenuazione sviluppate di recente.
Il modello che emerge nei tomogrammi risultanti viene interpretato con dati recenti sulla viscosità del ferro come la manifestazione sulla superficie del nucleo interno di un flusso guidato termicamente. È stata scoperta una correlazione positiva tra la velocità di compressione, l'attenuazione e la temperatura.
Un passo avanti verso l'ignoto
Sebbene la convezione del nucleo esterno controlli il flusso di calore attraverso il confine del nucleo interno, la convezione del nucleo interno guidata internamente è un modello plausibile che spiega una serie di osservazioni per il nucleo interno, inclusa una caratteristica anisotropia nel nucleo esterno interno. L'anisotropia è la proprietà generale della materia secondo la quale qualità come elasticità, temperatura, conduttività e velocità di propagazione della luce variano a seconda della direzione in cui vengono esaminate.
Motivati dalle controversie esistenti riguardo al comportamento del nucleo interno (IC), i recenti progressi nella tomografia sismica sono stati sfruttati per sondare lo strato più esterno di 100 chilometri dell'IC alla ricerca della velocità delle sue onde di compressione. Lo schema utilizza un trattamento rigoroso dell’incertezza applicato ai dati ottenuti con un campionamento volumetrico relativamente piccolo, soprattutto nell’emisfero meridionale.
Lo studio è stato condotto da Hrvoje Tkalčić dell'Università Nazionale Australiana, con la collaborazione dell'Università Complutense di Madrid. In conclusione, fino ad ora si credeva che il nucleo interno della Terra fosse una solida sfera di ferro.
Tuttavia, come riferisce Sinc, gli scienziati hanno ipotizzato l'esistenza di una regione centrale più statica, dove la convezione è quasi cessata, e di un'altra esterna dove scorre il materiale.
Diverse teorie e molti dubbi
Analizzando tutte le informazioni disponibili, si è concluso che il solido nucleo interno della Terra potrebbe trovarsi in uno stato di convezione termica, un processo mediante il quale viene trasferito il calore prodotto nei fluidi a causa delle differenze di temperatura. Queste informazioni sono state ottenute mediante immagini sismologiche, risultati sperimentali ad alta pressione e temperatura e simulazioni numeriche.
Maurizio Mattesini, professore di Fisica della Terra all’Università Complutense di Madrid, spiega al Sinc che “sebbene il nucleo interno sia comunemente pensato come una solida sfera di ferro, le più recenti osservazioni sismiche suggeriscono un lento flusso di materiale, che “ha generato notevole interesse e discussioni".
Questi risultati hanno permesso di ottenere un'immagine più chiara del nucleo interno della Terra. Secondo i ricercatori, sarebbe costituito da una parte centrale più stagnante, dove la convezione si è quasi spenta, e da una parte più esterna in cui i flussi termici continuano a guidare il movimento del materiale, con una velocità che può variare tra 0,3 e 300 m/anno. Questo nuovo piccolo nucleo all'interno del nucleo interno, di cui si sa ancora molto poco, sarebbe l'ultimo pezzo che completerebbe le parti del settore più profondo del nostro pianeta.