Gli scienziati hanno osservato una misteriosa sfera di metallo che si trova all’interno del nucleo interno della Terra, rivelando una struttura su cui si è ipotizzato per anni ma che non era mai stata scoperta.
Una ricerca pubblicata il 21 febbraio sulla rivista Nature Communications mostra che quello che si pensava fosse lo strato più interno della Terra ha in realtà un altro nucleo interno, fatto di ferro e che misura circa 650 km di raggio. “L’esistenza del nucleo interno più interno è stata proposta nel 2002 e il raggio è stato stimato a circa 300 km. Diverse linee di ricerca lo hanno confermato finora, comprese quelle del nostro gruppo di ricerca di recente. La stima più recente delle sue dimensioni è di circa 650 km“. Thanh-Son Pham, autore principale dell’articolo e borsista post-dottorato in geofisica presso l’Australian National University. Prima di questa scoperta, si presumeva che la struttura della Terra fosse composta da quattro strati: la crosta esterna, il mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno. Il nucleo interno è fatto di ferro e nichel estremamente densi. Il nucleo esterno è anch’esso fatto di ferro e nichel, ma è invece liquido, agitandosi in massicci flussi turbolenti che generano correnti elettriche e quindi sostengono il campo magnetico terrestre. È stato a lungo teorizzato l’esistenza di un nucleo più interno, ma fino ad ora non è stato confermato. Gli autori hanno fatto la scoperta del nucleo extra più interno utilizzando registrazioni di onde sismiche provenienti da tutto il mondo.
“Abbiamo analizzato le registrazioni digitali del movimento del suolo, note come sismogrammi, da centinaia di grandi terremoti nell’ultimo decennio“, ha detto Pham. “Il nostro studio diventa possibile grazie all’espansione senza precedenti delle reti sismiche globali, in particolare le fitte reti negli Stati Uniti contigui, nella penisola dell’Alaska e sulle Alpi europee. Molti sismografi in collaborazione consentono di migliorare i segnali deboli che hanno subito diversi rimbalza su tutta la mole della Terra.” Un vantaggio fondamentale di questo metodo è che migliora il campionamento volumetrico del nucleo interno più interno rispetto agli studi precedenti perché gli autori sono stati in grado di sfruttare fitte reti su scala continentale costituite da diverse centinaia di sismometri. “Questo nuovo studio differisce dagli studi precedenti perché utilizza onde sismiche che rimbalzano più volte all’interno della Terra, lungo il suo diametro e attraverso il suo centro. In questo modo, otteniamo un campionamento del nucleo interno in alcune direzioni che non erano disponibili con i metodi esistenti Più angoli riusciamo a campionare il nucleo interno, meglio possiamo dire della distinzione delle proprietà anisotrope in due regioni nel nucleo interno della Terra”. Hanno scoperto che questo nucleo più interno ha una velocità di spostamento diversa per le onde sismiche a seconda della direzione del viaggio, una proprietà nota come anisotropia. Questa proprietà non è presente nel resto del nucleo interno. “Potrebbe essere causato da diverse disposizioni degli atomi di ferro ad alte temperature e pressioni o dall’allineamento preferito dei cristalli in crescita. Vi è una forte evidenza che il guscio esterno del nucleo interno sia anisotropo e che la direzione di propagazione più lenta sia nel piano equatoriale (e il più veloce è parallelo all’asse di rotazione della Terra). Nel frattempo, nella parte più interna del nucleo interno, la direzione di propagazione più lenta forma un angolo obliquo con il piano equatoriale. Questo è fondamentale, ecco perché, nel titolo, diciamo anisotropia “distinta” nel nucleo interno più interno”, ha detto Pham. Gli autori hanno scoperto che piuttosto che i confini netti tra gli altri strati all’interno della Terra, il confine tra questo nucleo più interno appena scoperto e il resto del nucleo interno è più graduale. “La transizione dalla sfera metallica (solida) più interna al guscio esterno del nucleo interno (anch’esso metallico, guscio solido) sembra piuttosto graduale che netta. Questo è il motivo per cui non possiamo osservarla attraverso i riflessi diretti delle onde sismiche da essa. Invece, usiamo le onde che si muovono attraverso di esso. Ciò differisce dagli studi precedenti che documentano confini netti tra gli altri strati interni della Terra “, ha detto Pham. Gli autori suggeriscono che questo potrebbe essere stato formato da un cambiamento nel campo magnetico terrestre, che a sua volta potrebbe rimodellare il modo in cui pensiamo che la Terra si sia formata 4,5 miliardi di anni fa. “Come interagiscono i diversi strati della Terra e come la convezione nel nucleo esterno liquido potrebbe influenzare la crescita/solidificazione del nucleo interno. Il nucleo interno cresce (e ruota) in risposta all’accoppiamento con altri strati, che sono sia gravitazionali che elettromagnetico”, ha detto Pham. Questa scoperta potrebbe anche aiutare gli scienziati a comprendere la formazione di altri pianeti nel nostro sistema solare e oltre. “Comprendere la storia del campo magnetico del nostro pianeta ci dà un’idea di ciò che potrebbe essere accaduto con altri pianeti. Prendiamo Marte come esempio. Non capiamo ancora perché [il campo magnetico di Marte] abbia cessato di esistere in passato. potrebbe essere dovuto alla cessazione della convezione nel suo nucleo liquido, che, a sua volta, potrebbe essere stata causata dal tasso di crescita della sua parte solida (o dalla miscibilità [mescolabilità] degli elementi chimici presenti nel nucleo esterno liquido).”
