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Come l’inversione del campo magnetico terrestre influenzerebbe la vita sul nostro pianeta

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L’inversione del polo magnetico del pianeta suona come la trama di un film catastrofico, ma sembra accadere ciclicamente e a intervalli piuttosto prevedibili. In effetti, negli ultimi 20 milioni di anni circa, il campo magnetico terrestre si è capovolto ogni 200.000-300.000 anni, anche se è passato più del doppio del tempo dall’ultimo capovolgimento. 

Ma cosa significa questo? La prossima inversione geomagnetica potrebbe verificarsi in qualsiasi momento? E se è così, dovremmo preoccuparci?

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Cos’è il campo magnetico terrestre? 

Il campo magnetico terrestre è un campo magnetico che ha origine nel suo nucleo. Il motivo per cui la Terra ha un campo magnetico è dovuto al suo nucleo di ferro solido che è circondato da un oceano di metallo liquido caldo, che genera una corrente elettrica mentre si muove. 

Il fluido fuso e conduttivo nella Terra è in costante movimento. Il nucleo della Terra è estremamente caldo, oltre 9.000 ° F (5.000 ° C), persino più caldo dello strato esterno del Sole, e questo calore guida le correnti di convezione nel nucleo esterno. Il movimento costante del nucleo esterno fuso attorno al nucleo interno di ferro solido genera un campo magnetico tramite l’effetto dinamo, che si estende nello spazio intorno alla Terra.

Il campo magnetico protegge il pianeta dagli effetti del vento solare, e questo è ciò che permette alla vita sulla Terra di esistere.

Il vento solare è pieno di particelle cariche, nuvole magnetiche e radiazioni che danneggerebbero gravemente  qualsiasi vita che potrebbe esistere. Il campo magnetico terrestre, o magnetosfera, funge da scudo, deviando e reindirizzando il vento solare.

Infatti, quando il vento solare colpisce la magnetosfera, produce l’aurora boreale e l’aurora boreale nelle regioni polari. Quando le particelle cariche del sole colpiscono gli atomi nell’atmosfera terrestre, gli elettroni si spostano verso orbite a energia più elevata. Quando gli elettroni tornano in un’orbita a energia inferiore, rilascia una particella di luce o fotone

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Aurora Australis dallo spazio. Fonte: NASA
Aurora Australis dallo spazio. Fonte: NASA

Il campo magnetico terrestre ha continuato a creare i poli magnetici, che si trovano vicino ai poli geografici ma non esattamente “su” di essi. Ad esempio, nel 2015, il polo nord geomagnetico era situato sull’isola di Ellesmere, in Canada, mentre il polo nord geografico è rimasto al “centro” del globo, a circa 310 miglia (500 chilometri) di distanza.

Questo perché i poli geografici non si muovono realmente nel tempo, ma i poli geomagnetici sì. Il campo magnetico terrestre non è stabile al 100% e, a causa delle variazioni della forza del campo, i poli possono migrare fino a quando alla fine “si scambiano di posto”, il polo nord diventa il polo sud e viceversa. Questo è ciò che viene chiamato un’inversione magnetica e, secondo alcune fonti, il processo può durare fino a 28.000 anni.

Gli effetti dell’inversione geomagnetica

L’ultima inversione dei poli magnetici della Terra si è verificata  circa 42.000 anni fa ed è stata accompagnata da un indebolimento del campo magnetico, che si ritiene abbia causato una crisi ambientale globale verso la fine del periodo glaciale. Questa breve inversione magnetica è nota come escursione di Laschamp perché la prima prova dell’evento è stata scoperta nelle colate laviche di Laschamp, nel Massiccio Centrale francese, negli anni ’60.

Il danno allo strato di ozono causato dal grave indebolimento del campo magnetico terrestre durante l’evento di Laschamp potrebbe aver portato a drastici cambiamenti nei modelli meteorologici. Questi cambiamenti potrebbero, a loro volta, aver portato all’estinzione della maggior parte delle specie di megafauna e forse anche dei Neanderthal.

Tuttavia, altri casi di capovolgimento del campo magnetico non sembrano essere stati accompagnati da drastici cambiamenti nella vita vegetale o animale. Infatti, data la frequenza con cui il campo si è capovolto nel tempo (stimato in almeno centinaia di volte negli ultimi tre miliardi di anni), è improbabile che l’evento abbia influito sulla capacità della vita di esistere sulla Terra.

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Durante l’escursione di Laschamp, il Polo Nord ha vagato attraverso il Nord America e poi rapidamente attraverso il Pacifico fino all’Antartide. Il Polo Nord è rimasto in Antartide per circa 400 anni per poi risalire rapidamente attraverso l’Oceano Indiano fino all’attuale posizione. Tuttavia, questi cambiamenti sono stati accompagnati da un indebolimento del campo magnetico fino a circa il 6% della sua forza odierna.

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Lo strato di ozono è stato molto danneggiato e gli esseri viventi sono stati esposti alla dannosa luce ultravioletta più direttamente che mai. Si ritiene che durante questo periodo si siano verificati anche cambiamenti climatici estremi e disastri naturali.

Per quanto spaventoso possa sembrare, molti scienziati ritengono che questo scenario apocalittico sia estremamente eccezionale. Mentre nessuno può garantire che una cosa del genere non accada di nuovo nella storia della Terra, quando le inversioni magnetiche si verificano nel corso di migliaia di anni, come quasi sempre, gli effetti sulla Terra sono meno drammatici. 

Ma, come sottolinea la NASA, il campo magnetico terrestre si indebolisce e si rafforza continuamente, ma non vi è alcuna indicazione che sia mai scomparso completamente. Un campo più debole porterebbe sicuramente ad un aumento della radiazione solare sulla Terra, ma la spessa atmosfera terrestre offre anche protezione contro il vento solare. Il campo dovrebbe indebolirsi notevolmente, come durante l’escursione di Laschamps, per avere un effetto così devastante. In questo caso, saremmo a maggior rischio di sviluppare il cancro, a causa della maggiore quantità di radiazioni che entrano nella Terra. 

Secondo il ricercatore spaziale Daniel Baker, alcune parti del pianeta potrebbero diventare inabitabili a causa delle radiazioni. In termini di salute umana, il cancro non è l’unico effetto collaterale delle radiazioni non filtrate. Esistono anche diversi gradi di avvelenamento da radiazioni e mutazioni indotte dalle radiazioni che potrebbero causare altre malattie. 

Inoltre, i sistemi di navigazione basati sul campo magnetico terrestre dovrebbero essere ricalibrati o coloro che vi si affidano si perderebbero. Bussole, aeroplani e animali migratori diventerebbero tutti disorientati mentre il campo magnetico si riallinea. Se il riallineamento è avvenuto lentamente, potrebbero avere il tempo di adattarsi. Se ci fosse un improvviso riallineamento, questo potrebbe portare a estinzioni di massa

È anche noto che un campo magnetico più debole potrebbe influenzare le reti elettriche e le comunicazioni. Attualmente, satelliti e veicoli spaziali hanno problemi quando attraversano l’Anomalia del Sud Atlantico (SAA), un’area tra il Sud America e il Sud Africa in cui il campo magnetico terrestre è più debole che in qualsiasi altra parte del pianeta. 

La forza del campo magnetico terrestre nel 2020, misurata dalla costellazione di satelliti SWARM dell'ESA.
La forza del campo magnetico terrestre nel 2020, misurata dalla costellazione di satelliti SWARM dell’ESA.

Sebbene alcune persone pensino che il SAA evidenzi un’inversione magnetica in arrivo, gli scienziati non sono stati davvero in grado di prevedere quando accadrà il prossimo poiché le registrazioni del magnetometro indicano che il campo magnetico terrestre può soffrire di forti fluttuazioni di intensità senza che si traducano in un’inversione . 

Anche il Sole capovolge il suo campo magnetico

Una delle prove più importanti della rotazione che influenza i campi magnetici dei corpi celesti è nel Sole. La rotazione del sole produce inversioni di campo magnetico ogni 11 anni

Nel 2017, i ricercatori dell’Università di Montréal, dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dell’Universidade Federal do Rio Grande do Norte e altri hanno creato simulazioni 3D di diverse stelle per confermare la relazione tra la rotazione e le inversioni del campo magnetico

Hanno concluso che più lenta ruota una stella, più veloce si ripete il suo ciclo magnetico. E mentre la Terra ruota ogni 24 ore, il sole ruota all’equatore ogni 25 giorni e anche di più a latitudini più elevate. Questo è il motivo per cui il ciclo magnetico del Sole è estremamente breve rispetto alla Terra.

I movimenti del campo magnetico solare vicino alle macchie solari causano brillamenti solari, esplosioni che spesso rilasciano espulsioni di massa coronale (CME). Si tratta di eruzioni che possono produrre tempeste geomagnetiche nella magnetosfera terrestre, influenzando il campo magnetico terrestre e quindi paralizzando le reti elettriche e interferendo, a dir poco, nelle comunicazioni. 

A seconda dell’entità dell’evento, gli effetti sulla Terra potrebbero essere ancora più intensi. Ad esempio, Daniel Baker dell’Università del Colorado ha osservato nel 2014 che se la supertempesta solare del 2012 avesse colpito la Terra, ” avremmo ancora raccolto i cocci “, con enormi blackout radio e di corrente e malfunzionamenti della navigazione GPS. 

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