Il nucleo interno della Terra è più giovane del previsto

La Terra è come una torta a strati: c'è una crosta solida all'esterno, un mantello viscoso, un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido. Quest'ultimo cresce lentamente grazie alla solidificazione e cristallizzazione del ferro liquido del nucleo esterno. Questo processo aiuta ad alimentare il motore del campo magnetico terrestre.

In altre parole, il nucleo interno è molto importante.

Non sappiamo molto della sua storia, questa palla di ferro di 2.442 km sembra avere un età compresa tra i 0.5 e i 4 miliardi di anni, un intervallo molto ampio ma che è stato ridotto notevolmente da una nuova ricerca. Solo pochi anni fa abbiamo avuto la conferma che il nucleo interno è solido, in uno studio che lasciava molte questioni aperte, tra cui la sua età.

Grazie a degli esperimenti su una minuscola quantità di ferro, che è stata compressa e riscaldata tra due diamanti, i ricercatori hanno datato il nucleo interno tra 1 e 1,3 miliardi di anni. Questa stima è in accordo con l'intensità del campo magnetico, che si è formato più o meno nello stesso momento.

"La Terra è unica nel sistema solare, grazie al fatto che possiede un campo magnetico ed è abitabile," afferma Jung-Fu Lin, autore dello studio e ricercatore dell'Università di Austin, Texas. "Eventualmente il nostro risultato può essere utilizzato per capire perché gli altri pianeti del sistema solare non hanno un campo magnetico."

Il campo magnetico terrestre è alimentato da quella che gli scienziati chiamano "geodinamo". Il movimento del nucleo esterno, ricco di ferro, trasforma il pianeta in un gigantesco magnete. La geodinamo è responsabile dei poli magnetici e dello scudo invisibile che ci protegge dalle radiazioni solari, e in questo articolo raccontavamo cosa succederebbe se il campo magnetico sparisse completamente. Una parte del movimento del ferro liquido è alimentato dal calore interno, un'altra parte è alimentata dall'energia rilasciata dalla cristallizzazione del nucleo esterno.

Lin e il suo team hanno lavorato per fissare l'energia fornita da ognuna di queste sorgenti, in modo da datare il nucleo interno. Per fare questo hanno ricreato le condizioni del nucleo in piccola, piccolissima, scala. Hanno riscaldato una piccola quantità di ferro, circa delle dimensioni di un globulo rosso, fino a 2.700 °C e poi l'hanno compresso tra due diamanti per ricreare la pressione del nucleo. Infine hanno misurato la conduttività del ferro in queste condizioni.

Questa misura ha permesso di calcolare il raffreddamento del nucleo e l'energia disponibile per alimentare la geodinamo. Quest'ultima utilizza solo 10 terawatt dal raffreddamento del nucleo, un quinto di quello che la Terra dissipa nello spazio (circa 45 terawatt). Una volta che hanno calcolato la dissipazione, sono stati in grado di stimare l'età del nucleo.

"La stima tra 1 e 1,3 miliardi di anni ci suggerisce che il nucleo terrestre è relativamente giovane," afferma Lin.

Le antiche rocce magnetizzate hanno rivelato che il campo magnetico si è improvvisamente rafforzato tra 1 e 1,5 miliardi di anni fa, secondo uno studio pubblicato su Nature nel 2015. Questo è in accordo con la stima del team di Lin, l'inizio della cristallizzazione del nucleo interno ha potenziato il nostro campo magnetico.

Ci sono molte questioni aperte su come il ferro liquido si muova sotto l'effetto del calore del nucleo, quale sia la sua vera composizione chimica e come elementi diversi dal ferro possano cambiare la conduttività del nucleo esterno. Lin e il suo team hanno in programma di continuare a studiare queste proprietà.