E’ noto che il campo magnetico terrestre inverte la sua direzione con una regolarità inquietante: il nord magnetico passa a sud e viceversa. I processi che provocano questo cambiamento, tuttavia, non sono ancora molto chiari; sappiamo che l’ultima inversione ebbe luogo circa 773.000 anni fa, ma non si sa con precisione che cosa avvenga nel nucleo del nostro pianeta per determinare questo cambiamento. Un nuovo studio potrebbe ora contribuire a chiarirne le cause, poiché suggerisce che l’inversione richieda molto più tempo di quanto pensassimo. E ciò comporterebbe delle conseguenze per l’umanità in occasione della prossima inversione.

In un articolo pubblicato il 7 agosto su “Science Advances”, Brad Singer dell’Università del Wisconsin a Madison e i suoi colleghi calcolano che l’ultima inversione del campo magnetico terrestre richiese circa 22.000 anni, mentre studi precedenti avevano stimato che il fenomeno durasse fra 4000 e 9000 anni.

Il nuovo valore implica che la variazione sia un evento più tumultuoso di quanto pensassimo. “Secondo le nostre stime il processo di inversione è molto più complicato e più lungo”, afferma Singer. “Il nostro studio indica che a innescare e controllare un’inversione del campo geomagnetico c’è un processo più protratto e complesso.”

Per effettuare il calcolo, il gruppo di ricerca ha usato vari insiemi di dati che contengono informazioni storiche sulla precedente inversione magnetica terrestre, la cosiddetta inversione di Matuyama-Brunhes. Dati di questo tipo si ottengono dai flussi di lava, che costituiscono una sorta di capsula del tempo perché i minerali ricchi di ferro che contengono si allineano con la direzione del campo magnetico del pianeta prima che la lava indurisca. È possibile esaminare gli isotopi dell’argon all’interno dei flussi di lava certo momento.

I risultati suggeriscono che il campo del dipolo magnetico terrestre iniziò a venir meno circa 795.000 anni fa, subendo una cosiddetta escursione, durante la quale il campo diminuisce fino a un valore significativamente inferiore alla sua intensità originale, ma non si inverte (l’escursione più recente – l’evento di Laschamp – avvenne circa 41.000 anni fa). Dopo essersi ripreso leggermente, 784.000 anni fa, il campo del pianeta calò di nuovo e infine cambiò orientamento 11.000 anni dopo, con un processo finale di inversione di polarità durato 4000 anni. “I dati dei flussi di lava mostrano con chiarezza un paio di tentativi da parte della dinamo di invertire la polarità, prima dell’inversione finale vera e propria”, afferma Singer.

I risultati potrebbero avere conseguenze importanti per la prossima inversione magnetica della Terra, che secondo alcuni scienziati si sta avvicinando. Durante un’escursione o un’inversione, il campo magnetico è molto indebolito e consente a molti più raggi cosmici di raggiungere la superficie del pianeta.

Queste particelle energetiche provenienti dallo spazio possono essere dannose per la vita sulla Terra se sulla superficie ne arrivano troppe. Inoltre, i delicati sistemi elettronici dei satelliti in orbita non sarebbero più protetti dal campo magnetico del pianeta, e questo li renderebbe più suscettibili a danni provocati dai raggi cosmici. “Se il campo sparisce, viene meno anche lo scudo che ci protegge dall’arrivo delle particelle di raggi cosmici”, afferma Quentin Simon del Centre Européen de Recherche et d’Enseignement de Géosciences de l’Environnement (CEREGE), che non ha preso parte allo studio.

Valutando la durata dell’inversione è anche possibile indagare sui dettagli di ciò che accade nel nucleo terrestre durante l’evento. “Forse è necessario che il campo si indebolisca per diverse migliaia di anni per ottenere un’inversione, perché il nucleo interno è solido”, dice Singer. “Se si spegne il campo magnetico nel nucleo esterno, che è liquido, l’energia magnetica all’interno del nucleo interno, solido, impiega comunque diverse migliaia di anni a dissiparsi.”

Non tutti concordano però con le conclusioni di Singer. Secondo Nicolas Thouveny, sempre del CEREGE, le prove ottenute dai campioni di sedimenti prelevati dal fondo dell’oceano indicano una durata più breve dell’inversione, al massimo di 8000 anni, e non di 22.000, inoltre i dati sul flusso di lava non “danno una serie temporale affidabile”. Singer afferma però che i dati della lava sono confermati da altre osservazioni e ipotizza che Thouveny e colleghi non tengano adeguatamente conto del periodo precedente all’inversione.

“I nostri risultati mostrano chiaramente che nei 22.000 anni precedenti a questo breve periodo la dinamo costituita dal nucleo esterno era diventata altamente instabile e aveva tentato di invertire la polarità due volte prima di 773.000 anni fa”, afferma Singer. In futuro ulteriori dati e analisi, insieme a modelli migliori del nucleo terrestre, dovrebbero permettere di fissare la datazione e di prevedere meglio ciò che il futuro potrebbe riservare al campo magnetico del nostro pianeta.

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(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 7 agosto 2019. Traduzione di Daniele A. Gewurz, editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)