In passato il nucleo della Terra era liquido, ma col tempo è diventato solido. Fino ad oggi il motivo di questo cambiamento di stato era sconosciuto, ma un gruppo di scienziati ritiene di aver finalmente risolto questo mistero.
Il nucleo del nostro pianeta è uno dei grandi misteri della Terra, poiché è molto difficile da studiare. Dopotutto, oltre ad essere caldissimo (4.726,85 °C), è molto distante da noi: più di 5.100 km, mentre il massimo che l'uomo è riuscito a scavare fino ad oggi è di appena 12.263mila metri.
Ciò che ci aiuta a studiare questo meraviglioso sistema interno della nostra casa è l’osservazione delle onde sismiche che viaggiano in tutto il mondo, così come le loro linee del campo magnetico, risultato delle condizioni del nucleo.
NO La conversazioneAlfred Wilson-Spencer, ricercatore di fisica minerale presso l’Università di Leeds e autore principale del nuovo studio – pubblicato sul server di preprint EarthArXiv e non ancora sottoposto a peer review – spiega che, “mentre la Terra si raffredda gradualmente, il nucleo interno si espande verso l’esterno [enquanto] il liquido circostante ricco di ferro 'congela'”, lasciandolo super caldo.
Se comprendiamo come il nucleo ha smesso di essere liquido, potremmo essere in grado di comprendere i campi magnetici della Terra, portandoci a comprendere le condizioni necessarie affinché la vita possa prosperare, poiché sappiamo quanto sia importante la magnetosfera nel proteggere la Terra dalle radiazioni solari.
“Questo processo di congelamento rilascia elementi, come ossigeno e carbonio, che non sono compatibili con la permanenza in un solido caldo. Crea un liquido caldo e vivace sul fondo del nucleo esterno. Il liquido sale nel nucleo esterno del liquido e si mescola con esso, creando correnti elettriche (attraverso l'azione della dinamo) che generano il nostro campo magnetico”, spiega Wilson-Spencer.
Perché è così difficile capire come il nucleo della Terra sia diventato solido?
- Secondo il ricercatore, il compito è arduo a causa della nostra posizione sulla Terra e nel tempo, dato che il raffreddamento è avvenuto un miliardo di anni fa o più;
- Nell'articolo, il team spiega che, tradizionalmente, la scienza ritiene che la temperatura del nucleo terrestre diminuisse fino a raggiungere la temperatura di fusione della lega di ferro liquida costituente. A quel punto sarebbe iniziato il “congelamento”;
- “Tuttavia, questo quadro è incompleto perché ignora il requisito fisico secondo cui tutti i liquidi devono essere sottoraffreddati in quantità [significativa] […] al di sotto della temperatura di fusione prima che i solidi possano nucleare senza rifondersi”, continuano;
- Altri modelli su questo fenomeno mostrano che, affinché possa verificarsi in circa un miliardo di anni, il ferro liquido, così come altri minerali con minore presenza, dovrebbero essere sottoraffreddati tra 426,85 °C e 726,85 °C, cosa che pone alcuni problemi .
“Se il nucleo fosse sottoraffreddato a 726,85°C prima del congelamento, il nucleo interno dovrebbe essere molto più grande di quanto osservato. In alternativa, se per il congelamento sono necessari 726,85°C e [isso] non è mai stato raggiunto, il nucleo interno non dovrebbe esistere”, osserva Wilson-Spencer.
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Studia passo dopo passo
Per giungere alle conclusioni dello studio, gli scienziati hanno analizzato come la presenza di altri elementi nel nucleo della Terra potrebbe influenzarne il raffreddamento simulando, su un supercomputer, le interazioni degli atomi di ferro e di carbonio sotto un'intensa pressione.
Con la presenza di carbonio, il gruppo ha scoperto che il nucleo avrebbe la capacità di raffreddarsi e solidificarsi con un sottoraffreddamento molto inferiore, che potrebbe anche essere inferiore a 426,85 °C ed entro scale temporali accettabili.
Lo studio però necessita di essere approfondito e la teoria potrebbe essere più complessa, data la presenza di più elementi al centro della Terra, come ossigeno e silicio. D'altronde la scoperta getta già un po' di luce sul misterioso fenomeno che da tanto tempo subisce il nucleo della Terra.
Le implicazioni della mancata comprensione della formazione del nucleo interiore sono di vasta portata. Le stime precedenti dell'età del nucleo interno vanno da 500 milioni a un miliardo di anni. Ma non tengono conto del problema del sottoraffreddamento. Anche un modesto sottoraffreddamento di -173,15 °C potrebbe significare che il nucleo interno è diverse centinaia di milioni di anni più giovane di quanto si pensasse in precedenza.
Alfred Wilson-Spencer, ricercatore di fisica minerale presso l'Università di Leeds e autore principale dello studio, in un articolo su La conversazione