Ecco perchè esisteva il campo magnetico della Terra già miliardi di anni fa
Nuove simulazioni al computer mostrano che il mare di magma costituito da minerali silicati all’interno del nostro pianeta, in condizioni di temperature e pressioni elevatissime, ha una conducibilità elettrica sufficiente a produrre un effetto dinamo. E’ questo il modello più probabile per spiegare la presenza del campo magnetico terrestre già miliardi di anni fa
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Il nostro pianeta genera un campo magnetico da almeno 3,4 miliardi di anni. Sulla rivista “Nature Communication” Lars Stixrude dell’Università della California a Los Angeles e colleghi spiegano in che modo la Terra primordiale era in grado di sostenerlo, svelando un mistero che dura da anni.
Le difficoltà dei ricercatori finora erano legate al fatto che a quella fase dell’evoluzione del nostro pianeta non si può applicare l’attuale modello geofisico che spiega l’esistenza del campo geomagnetico. Quest’ultimo è infatti generato per effetto dinamo dallo strato esterno del nucleo terrestre, costituito da materiali metallici, in particolare ferro e nichel, posto in rotazione da moti convettivi. Ma alcune considerazioni termodinamiche, in particolare sui processi di raffreddamento del pianeta, fanno escludere che la Terra di miliardi di anni fa avesse una struttura simile.
Eppure i dati paleomagnetici mostrano l’esistenza di un campo geomagnetico generato da un effetto dinamo fin dalle epoche primordiali del pianeta. Quindi l’unica possibilità è che fosse generato da un profondo oceano di magma basale, cioè appena all’esterno del nucleo, costituito in gran parte da silicati (minerali ricchi di silicio) allo stato fuso.
Il gruppo di Stixrude studia da anni le condizioni di temperatura (4000-6000 gradi) e di altissima pressione che rendono questo strato di silicati fusi in grado di condurre elettricità, un requisito essenziale per produrre una dinamo. Finora però le misurazioni sembravano indicare che la conducibilità elettrica dei liquidi di silicati non potesse raggiungere valori sufficienti.
Ora Stixrude e colleghi hanno eseguito una serie di simulazioni per prevedere la conducibilità elettrica di un liquido di silicati in condizioni simili a quelle dell’oceano di magma basale della Terra primitiva. Gli autori hanno scoperto che alle condizioni di temperatura e pressione previste in questo oceano, la conduttività elettrica del silicato è sufficiente a sostenere una dinamo.
Sulla base di questi risultati, hanno poi calcolato l’intensità del campo magnetico terrestre, trovando valori compatibili con quelli osservati nella documentazione paleomagnetica relativa all’Archeano, il periodo geologico situato cronologicamente tra circa 4 miliardi e circa 2,5 miliardi di anni fa.
Secondo le conclusioni degli autori, proprio la fine dell’Archeano potrebbe essere stata uno spartiacque: via via che l’oceano di magma si è raffreddato, si è verificato il passaggio da un campo magnetico prodotto dai silicati fusi del magma basale a quello prodotto dal nucleo metallico. Una dinamo prodotta dai silicati, ipotizzano i ricercatori, potrebbe essere presente anche in altri corpi planetari nell’universo.