Come la Terra sostiene il suo campo magnetico

Senza il campo magnetico terrestre e la sua capacità di deviare le pericolose particelle ionizzanti dal vento solare e dai raggi cosmici più distanti, la vita come la conosciamo non potrebbe esistere. Il campo magnetico è generato dai movimenti del ferro liquido nel nucleo esterno della Terra, un fenomeno che prende il nome di geodinamo. Nonostante i progressi tecnologici degli ultimi decenni, non è facile scandagliare le profondità del nostro pianeta, di conseguenza tante domande in merito ad esso e alle fonti di energia che l’hanno sostenuto nel corso dei millenni restano senza una risposta.
Ora, un team internazionale di ricercatori, tra cui Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov e Irina Chuvashova, attuali ed ex scienziati della Carnegie, esaminano come la presenza di elementi più leggeri nel nucleo ferroso possa influenzare la genesi e la sostenibilità della geodinamo.

Sebbene il nucleo sia principalmente di ferro, i dati indicano che alcuni elementi più leggeri come ossigeno, silicio, zolfo, carbonio e idrogeno, siano stati sciolti in esso durante il processo di differenziazione. Nel tempo, il nucleo interno si è cristallizzato e da allora si è costantemente raffreddato.

Una delle domande a cui non si riesce a dare risposta, è se il calore che scorre nel nucleo basti a creare la geodinamo o se la convezione termica abbia bisogno di una spinta in più prodotta dalla galleggiabilità degli elementi. Per provare a rispondere è necessario comprendere i dettagli della composizione chimica del nucleo. Il silicio, dopo l’ossigeno e il ferro, è il terzo elemento più abbondante sulla Terra. Ricreando in laboratorio le condizioni della Terra profonda, Wen-Pin Hsieh della National Taiwan University, ha provato a vedere come la presenza di silicio influenzerebbe la trasmissione del calore dal nucleo di ferro del pianeta verso il mantello.

Il team ha scoperto che nel modello ricreato, la sola concentrazione dell’8% del silicio basterebbe a far funzionare la geodinamo per l’intera storia geologica del pianeta. Ora sarà utile scoprire l’influenza dell’ossigeno, dello zolfo e del carbonio nella convezione.

I risultati sono pubblicati su Nature Communications.