Il campo magnetico terrestre si inverte, in base a quanto sappiamo finora, ogni 200-300 mila anni, in media. Tuttavia, l’ultima inversione del campo magnetico è avvenuta circa 773.000 anni fa, quindi il pianeta ha mantenuto la sua stabilità magnetica per un arco di tempo doppio rispetto a quello usuale.
Poco tempo fa, un gruppo di ricercatori con base in Giappone, ha pubblicato su Progress in Earth and Planetay Science, i risultati di uno studio sviluppato per comprendere meglio i meccanismi geofisici che conducono a questa inversione, e per spiegare come la Terra reagisce a queste inversioni.
Inversione del campo magnetico
L’inversione del campo magnetico è un cambiamento nel campo magnetico della Terra tale che le posizioni del nord magnetico e del sud magnetico si invertono (da non confondere con nord geografico e sud geografico). Il campo magnetico terrestre si è alternato tra periodi di polarità normale, in cui la direzione predominante del campo era la stessa della direzione attuale, e periodi di polarità inversa, in cui era opposta. Questi periodi sono chiamati cron.
Ci sono state almeno 183 inversioni del campo magnetico negli ultimi 83 milioni di anni (in media una volta ogni circa 450.000 anni). L’ultima, detta inversione Brunhes-Matuyama, avvenne 780.000 anni fa, con stime molto variabili sulla rapidità con cui avvenne. Altre fonti stimano che, per le quattro inversioni del campo magnetico più recenti, il tempo necessario per completare l’inversione sia stato in media di circa 7.000 anni. Clement (2004) suggerisce che questa durata dipende dalla latitudine, con durate più brevi alle basse latitudini e durate più lunghe alle medie e alte latitudini. Sebbene variabile, la durata di un’inversione del campo magnetico completa sembra essere tipicamente compresa tra 2.000 e 12.000 anni.
Sebbene ci siano stati periodi in cui il campo magnetico si è invertito a livello globale (come l’escursione di Laschamp) per diverse centinaia di anni, questi eventi sono classificati come escursioni piuttosto che come inversioni geomagnetiche complete. I cronometri a polarità stabile spesso mostrano ampie e rapide escursioni direzionali, che si verificano più spesso delle inversioni e potrebbero essere viste come inversioni fallite. Durante tale escursione, il campo magnetico si inverte nel nucleo esterno liquido, ma non nel nucleo interno solido. La diffusione nel nucleo esterno liquido avviene su scale temporali di 500 anni o meno, mentre quella del nucleo interno solido è più lunga, circa 3.000 anni.
Nuovi dati
Uno degli eventi paleomagnetici maggiormente studiati è la cosiddetta inversione di Matuyama-Brunhes, che prende il nome dai geofisici che hanno scoperto le precedenti inversioni geomagnetiche. In questo tipo di inversioni, si assiste a uno scambio dei poli magnetici del pianeta, con delle possibili implicazioni nei confronti delle piante e della vita faunistica, i cui effetti dipendono dalla durata del capovolgimento del campo magnetico.
Yuki Haneda, autore della pubblicazione e ricercatore presso il National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, in Giappone, afferma che negli studi precedenti, effettuati da altri ricercatori, venivano esaminati campioni presi da flussi di lava, che rappresentano dei buoni elementi per catturare un’immagine della storia geofisica. Tuttavia, questo approccio ha un limite, legato alla bassa frequenza delle eruzioni vulcaniche.
Nello studio in questione, invece, sono stati presi dei nuovi campioni e, per ricostruire l’intera sequenza dell’inversione di Matuyama-Brnhes, sono state condotte delle analisi paleomagnetiche e del magnetismo delle rocce, riferite a campioni della sezione composita Chiba, una continua ed estesa successione marina, localizzata nel Giappone Centrale. È noto che, all’interno della sezione composita Chiba, è contenuta la maggior parte della sedimentazione marina dell’inversione di Matuyama-Brnhes, e funge da riferimento standard internazionale per il limite inferiore tra la Sottoserie del Pleistocene Medio e lo Stadio Chibaniano – quando l’homo sapiens ha iniziato a emergere come specie.
I ricercatori hanno scoperto che, quando si è verificata l’inversione di direzione magnetica, 773.000 anni fa, il campo magnetico è diventato instabile almeno 10.000 anni prima, e l’intero processo di inversione si è concluso nell’arco di 20.000 anni.
I dati raccolti dal gruppo di ricerca giapponese, rappresentano una delle più dettagliate registrazioni paleomagnetiche, relative all’inversione geomagnetica di Mauyama-Brunhes, in grado di fornire una visione profonda del meccanismo dell’inversione del campo magnetico.
Nel futuro, i ricercatori effettueranno degli studi per capire in che modo l’inversione del campo magnetico ha influito sul placton e sulle piante. Per lo sviluppo di questi studi, verranno utilizzati microfossili marini e dati sui pollini rinvenuti nei loro campioni.
