Scoperto che il campo geomagnetico può invertirsi 10 volte più velocemente di quanto si pensasse

Un nuovo studio dell’Università di Leeds e dell’Università della California rivela che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre possono avvenire 10 volte più velocemente di quanto si pensasse in precedenza.
Il loro studio fornisce nuove informazioni sul flusso vorticoso del ferro a 2800 chilometri sotto la superficie del pianeta e su come ha influenzato il movimento del campo magnetico negli ultimi centomila anni.
Il nostro campo magnetico è generato e mantenuto da un flusso convettivo di metallo fuso che forma il nucleo esterno della Terra. Il movimento del ferro liquido crea le correnti elettriche che alimentano il campo, il che non solo aiuta a guidare i sistemi di navigazione ma aiuta anche a proteggerci dalle radiazioni extraterrestri dannose e a mantenere la nostra atmosfera in posizione.
Il campo magnetico è in continua evoluzione. I satelliti ora forniscono nuovi mezzi per misurare e tracciare i suoi spostamenti attuali, ma il campo esisteva molto prima dell’invenzione dei dispositivi di registrazione creati dall’uomo. Per catturare l’evoluzione del campo nel tempo geologico, gli scienziati analizzano i campi magnetici registrati da sedimenti, flussi di lava e manufatti creati dall’uomo. Il tracciamento accurato del segnale dal campo centrale terrestre è estremamente impegnativo e quindi i tassi di variazione del campo stimati da questi tipi di analisi sono ancora dibattuti.
Ora, il dott. Chris Davies, professore associato a Leeds e la professoressa Catherine Constable della Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego, in California, hanno adottato un approccio diverso. Hanno combinato simulazioni al computer del processo di generazione del campo con una ricostruzione recentemente pubblicata delle variazioni di tempo avvenute nel campo magnetico terrestre ricavata delle registrazioni geologiche degli ultimi 100.000 anni
Il loro studio, pubblicato su Nature Communications, mostra che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre hanno raggiunto velocità fino a 10 volte superiori rispetto alle variazioni più veloci attualmente riportate.
L’analisi dei ricercatori dimostra che questi rapidi cambiamenti sono associati ad indebolimenti locali del campo magnetico. Ciò significa che questi cambiamenti si sono generalmente verificati in periodi in cui il campo ha invertito la polarità o durante escursioni geomagnetiche quando l’asse dipolo – corrispondente alle linee di campo che emergono da un polo magnetico e convergono nell’altro – si sposta lontano dalle posizioni del Nord e del Sud poli geografici.
L’esempio più chiaro di ciò nel loro studio è un brusco cambiamento nella direzione del campo geomagnetico di circa 2,5 gradi all’anno registrato circa 39.000 anni fa. Questo spostamento era associato a un’intensità di campo localmente debole, in una regione spaziale confinata appena al largo della costa occidentale dell’America centrale, cui seguì l’escursione globale di Laschamp, un breve periodo di inversione del campo magnetico terrestre avvenuto circa 41.000 anni fa (più o meno 2000 anni).
Da ricordare che l’evento si verificò nel breve spazio di 250 anni e durò circa 440. L’intensità del campo invertito fu inferiore del 75% rispetto a quella del campo normale, ma nella fase di transizione era scesa addirittura ad un valore pari a soltanto il 5% dell’intensità attuale. Ciò causò l’esposizione della Terra ad una grande quantità di radiazioni, con il conseguente aumento di produzione di radionuclidi cosmogenici, come il berillio-10 e il carbonio-14, e portando, secondo alcuni ricercatori, alla scomparsa di diverse specie di mammiferi, forse addirittura dell’Homo neanderthalensis.
Le simulazioni al computer dellle variazioni di verso ed intensità del campo possono rivelare molti più dettagli sulla loro origine fisica rispetto alla limitata ricostruzione paleomagnetica.
L’analisi dettagliata indica che i cambiamenti direzionali più veloci sono associati a movimenti delle patch di flusso invertite sulla superficie del nucleo liquido. Queste patch risultano più diffuse alle latitudini più basse, suggerendo che le future ricerche di rapidi cambiamenti di direzione dovrebbero concentrarsi su queste aree.
Il Dr. Davies, della Scuola di Terra e Ambiente, ha dichiarato: “Abbiamo una conoscenza molto incompleta del nostro campo magnetico prima di 400 anni fa. Dato che questi rapidi cambiamenti rappresentano alcuni dei comportamenti più estremi del nucleo liquido, potrebbero fornire importanti informazioni sul comportamento del nucleo interno della Terra“.
La professoressa Constable ha spiegato che: “Comprendere se le simulazioni al computer del campo magnetico riflettono accuratamente il comportamento fisico del campo geomagnetico come dedotto dalle registrazioni geologiche può essere molto impegnativo. Ma in questo caso siamo stati in grado di mostrare un eccellente accordo sia nei tassi di variazione che nella posizione generale degli eventi più estremi in una serie di simulazioni al computer. Un ulteriore studio delle dinamiche in evoluzione in queste simulazioni offre una strategia utile per documentare come si verificano cambiamenti così rapidi e se si trovano anche durante periodi di polarità magnetica relativamente stabile come quello che stiamo vivendo oggi”.
Fonte: Nature Communications