L’interno della Terra si sta raffreddando più velocemente di quanto pensassimo

La Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa. Da allora, il suo interno si è lentamente raffreddato.

Mentre la temperatura della superficie e dell’atmosfera ha fluttuato nel corso degli eoni (e sì, le temperature esterne stanno attualmente salendo), l’interno fuso – il cuore pulsante del nostro pianeta – ha continuato a raffreddarsi per tutto questo tempo.

La dinamo rotante e convettiva nelle profondità della Terra è ciò che genera il vasto campo magnetico che la avvolge, una struttura invisibile che gli scienziati ritengono protegga il nostro mondo e consenta alla vita di prosperare. Inoltre, si ritiene che la convezione del mantello, l’attività tettonica e il vulcanismo aiutino a sostenere la vita attraverso la stabilizzazione delle temperature globali e il ciclo del carbonio.

Poiché l’interno della Terra si sta ancora raffreddando e continuerà a farlo, alla fine l’interno si solidificherà e l’attività geologica cesserà, forse trasformando la Terra in una roccia sterile, simile a Marte o Mercurio. Una nuova ricerca ha rivelato che potrebbe accadere prima di quanto si pensasse.

La chiave potrebbe essere un minerale che si trova al confine tra il nucleo esterno di ferro-nichel della Terra e il mantello inferiore del fluido fuso sopra di esso. Questo minerale è chiamato bridgmanite e la velocità con cui conduce il calore influenza la velocità con cui il calore filtra attraverso il nucleo e fuori nel mantello.

Determinare tale velocità non è semplice come testare la conduttività della bridgmanite in condizioni atmosferiche ambientali. La conducibilità termica può variare in base alla pressione e alla temperatura, che sono molto diverse nelle profondità del nostro pianeta.

Per superare questa difficoltà, un team di scienziati guidato dal geologo Motohiko Murakami dell’ETH di Zurigo, in Svizzera, ha irradiato un singolo cristallo di bridgmanite con laser pulsati, aumentando contemporaneamente la sua temperatura a 2.440 Kelvin e la pressione a 80 gigapascal, vicino a quelle che sappiamo essere le condizioni nel mantello inferiore – fino a 2.630 Kelvin e 127 gigapascal di pressione.

“Questo sistema di misurazione ci ha permesso di mostrare che la conduttività termica della bridgmanite è circa 1,5 volte superiore a quanto ipotizzato“, ha detto Murakami.

Questo significa che il flusso di calore dal nucleo al mantello è più alto di quanto pensassimo e, quindi, che la velocità con cui l’interno della Terra si sta raffreddando è più rapida di quanto pensato finora.

E il processo potrebbe accelerare. Quando si raffredda, la bridgmanite si trasforma in un altro minerale chiamato post-perovskite, che è ancora più conduttivo termicamente e aumenterebbe quindi la velocità di dispersione del calore dal nucleo al mantello.

“I nostri risultati potrebbero darci una nuova prospettiva sull’evoluzione delle dinamiche della Terra“, ha detto Murakami. “Suggeriscono che la Terra, come gli altri pianeti rocciosi Mercurio e Marte, si stia raffreddando e diventando inattiva molto più velocemente del previsto“.

Per quanto riguarda esattamente quanto più veloce, non è noto. Il raffreddamento di un intero pianeta non è qualcosa che capiamo molto bene. Marte si sta raffreddando un po’ più velocemente perché è significativamente più piccolo della Terra, ma ci sono altri fattori che possono avere un ruolo nella velocità con cui si raffredda l’interno del pianeta.

Ad esempio, il decadimento degli elementi radioattivi può generare calore sufficiente a sostenere l’attività vulcanica. Tali elementi sono una delle principali fonti di calore nel mantello terrestre, ma il loro contributo non è ben compreso.

“Non sappiamo ancora abbastanza su questo tipo di eventi per definire i loro tempi“, ha detto Murakami.

Tuttavia, probabilmente non sarà un processo veloce a misura d’uomo. In effetti, è possibile che la Terra diventi inabitabile per altri meccanismi molto prima di allora. Quindi potremmo avere un po’ di tempo per lavorare sul problema per risolverlo.

La ricerca del team è stata pubblicata su Earth and Planetary Science Letters.