Il nucleo della Terra rallenta

A migliaia di chilometri sotto i nostri piedi sta accadendo qualcosa di strano che riguarda la complessa struttura interna del nostro pianeta dalla quale, tra l’altro, dipende l’esistenza di quel campo magnetico terrestre che permette alla vita di esistere, proteggendoci dal vento solare, il letale flusso di particelle proveniente dal Sole che spazzerebbe via l’atmosfera e prosciugherebbe mari e fiumi

Come è fatta la Terra dentro

Per avere un’idea di come è fatta la Terra internamente, possiamo immaginarla simile a un frutto, ad esempio una pesca. C’è un nocciolo duro al centro, il Nucleo terrestre, la polpa che lo avvolge, il Mantello, e infine una sottile buccia esterna, la Crosta terrestre, a racchiudere il tutto. La crosta (che può essere di due tipi, oceanica o continentale) è formata principalmente da rocce solide come granito e basalto e ha uno spessore che può variare da circa 5 a 70 chilometri. Sotto la crosta c’è il mantello, lo strato intermedio della Terra che si estende fino a 2900 chilometri di profondità e che costituisce, grosso modo, il 68% di tutta la massa del pianeta e l’84% del suo volume. È composto da rocce solide ma può comportarsi in modo plastico e fluido a grandi profondità e temperature elevate.
Secondo la teoria più accreditata, i movimenti di materiale nel mantello sarebbero i responsabili dello spostamento delle placche tettoniche sulla crosta. Andando ancora più in profondità troviamo il nucleo, la parte più interna della Terra con una massa pari a circa il 31% del totale, essendo composto principalmente da ferro e nichel. Il nucleo è diviso in due parti, quello esterno e quello interno. Il nucleo esterno è allo stato liquido, si estende da circa 2900 a 5150 chilometri di profondità ed è proprio il movimento di questa massa metallica fusa che genera il campo magnetico terrestre. Al di sotto del nucleo esterno c’è quello interno, con un raggio di circa 1220 chilometri. La sua particolarità è che, pur essendo estremamente caldo con temperature che vanno dai 5000 ai 6000 gradi Celsius, la pressione è così alta che rimane solido. Ed è esattamente qui che si sta verificando lo strano fenomeno rilevato dagli scienziati.

Il rallentamento del nucleo interno della Terra

Mentre l’intero pianeta ruota, il nucleo interno ruota a una velocità leggermente diversa rispetto al mantello e alla crosta, a causa della viscosità del nucleo esterno. Questo movimento è stato un argomento dibattuto per decenni dalla comunità scientifica, con alcune ricerche che indicano che il nucleo interno ruoterebbe più velocemente della superficie del pianeta.

Ora, invece, uno studio condotto dalla University of Southern California con la partecipazione della Cornell University e pubblicato su Nature il 12 giugno, fornisce prove inequivocabili che il nucleo interno ha iniziato a rallentare a partire dal 2008. Per giungere a questa conclusione gli scienziati hanno usato uno strumento d’indagine molto particolare, le onde sismiche che permettono, attraverso l’analisi del modo in cui si propagano, di ricavare informazioni sulla struttura interna del pianeta.
 

Le onde sismiche sprigionate dai terremoti riescono a viaggiare nella roccia per migliaia di chilometri arrivando anche al centro della Terra. Si dividono in due tipi: le ‘P’ e le ‘S’. Le onde P sono più veloci, si trasmettono anche nei liquidi ma ne vengono rallentate; le S, invece, sono più lente e non si trasmettono nei liquidi. È proprio il loro differente comportamento in un mezzo solido e uno liquido che permette di ricavare le informazioni sulla struttura interna della Terra. Ad esempio, alla profondità di circa 2900 chilometri, succede qualcosa di strano: le onde P rallentano di colpo mentre le onde S scompaiono. Questo vuol dire che in quel punto la struttura cambia ed è così che sappiamo che proprio lì finisce il mantello solido e comincia il nucleo esterno liquido. Nel loro studio, i ricercatori hanno analizzato i dati sismici registrati intorno alle isole Sandwich meridionali provenienti da 121 terremoti che si sono verificati tra il 1991 e il 2023. Hanno anche utilizzato i dati dei test nucleari sovietici effettuati tra il 1971 e il 1974, nonché i ripetuti test nucleari francesi e americani relativi ad altri studi sul nucleo interno.

Ogni terremoto ha permesso agli scienziati di mappare la posizione del nucleo interno rispetto al mantello e così, confrontando queste misurazioni, sono riusciti a rilevare come sia cambiato nel tempo il tasso di rotazione del nucleo interno.

Come ha raccontato uno degli autori dello studio, John Vidale geofisico con un dottorato in sismologia conseguito al California Institute of Technology, “quando ho visto per la prima volta i sismogrammi che suggerivano questo cambiamento sono rimasto perplesso ma quando abbiamo trovato altre due dozzine di osservazioni che indicavano lo stesso schema, il risultato è stato inequivocabile. Il nucleo interno aveva rallentato per la prima volta in molti decenni”. I motivi precisi di questo rallentamento non sono ancora chiari ma, secondo Vidale, alla sua origine ci sarebbero le turbolenze nel moto del nucleo esterno liquido che circonda il nucleo interno e l’attrazione gravitazionale esercitata dalle regioni più dense del mantello roccioso sovrastante.

Apocalissi rinviate e misteri da risolvere

Quali potranno essere le conseguenze di questo fenomeno è difficile dirlo. Cambiamenti di velocità del nucleo interno si sono già verificati in passato, come spiegano gli scienziati nel loro studio, raccontando che tra il 2003 e il 2008 la velocità di rotazione del nucleo interno era aumentata rispetto a quella della crosta. Pertanto, è difficile immaginare che, a breve, potremo trovarci difronte a un disastro apocalittico.

L’effetto più probabile che potremmo sperimentare è una diversa durata del giorno e della notte ma si tratterebbe, comunque, di qualcosa di impercettibile, nell’ordine dei millesimi di secondo.

Al momento non è chiaro neanche quanto sia frequente questo fenomeno del rallentamento perché questi cambiamenti avvengono nel corso di decenni o, probabilmente, anche più. Come ha spiegato un altro degli autori Guanning Pang, postdoc alla Cornell University, “il nostro studio ha prodotto un modello della rotazione del nucleo interno che ci permetterà di fare previsioni del movimento nei prossimi anni”. Tuttavia, questo è solo un primo passo perché sono necessarie serie di dati più lunghe per fare previsioni di lungo termine. In altre parole, è necessario continuare a studiare quello che resta uno dei più misteriosi e affascinanti elementi della Terra, il suo nucleo interno, sul quale c’è ancora molto da scoprire e capire. Negli ultimi anni gli scienziati hanno fatto scoperte straordinarie sul nucleo interno, come il fatto che è leggermente ‘sbilenco’, che è più morbido del previsto, che potenzialmente oscilla attorno all’asse terrestre e che potrebbe avere un nucleo più interno separato.
Una delle scoperte più interessanti è stata fatta appena l’anno scorso e ha svelato che il nucleo della Terra sta cambiando a causa di un fenomeno poco conosciuto. Una ricerca condotta da scienziati tedeschi e sudcoreani ha, infatti, svelato che l’acqua dalla superficie terrestre può penetrare in profondità nel pianeta, addirittura cambiando la natura della regione più esterna del nucleo liquido metallico. Quando, infatti, l’acqua raggiunge l’interfaccia tra nucleo esterno e mantello, a circa 2900 chilometri sotto la superficie e sottoposta a grandi pressioni, scatena una potente interazione chimica con il silicio presente, creando un nuovo strato centrale ricco di idrogeno e inviando silice al mantello inferiore. È una scoperta che potrebbe finalmente spiegare la presenza di un sottile e misterioso strato di materiale all’interno della Terra, che per decenni ha costituito un mistero per i geologi. Insomma, ci sono tanti buoni motivi per continuare a studiare l’interno del nostro pianeta perché, come ha dichiarato John Vidale:

“La danza del nucleo interno potrebbe essere ancora più vivace di quanto sappiamo”.

Credits Copertina: Canva @alexlmx