Un gruppo di ricercatori ha recentemente condotto un’analisi approfondita dei dati provenienti dall’esperimento Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), un progetto innovativo della NASA in collaborazione con il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR). Durante questa ricerca, è emersa una scoperta sorprendente: un’anomalia gravitazionale di notevole entità sopra l’Oceano Atlantico. Questo fenomeno ha spinto il team di scienziati a indagare ulteriormente, portandoli a ipotizzare un possibile legame con un evento noto come “geomagnetic jerk“. Questo evento rappresenta un cambiamento improvviso nel campo geomagnetico terrestre, un fenomeno che è stato osservato a livello globale e che continua a suscitare l’interesse della comunità scientifica.
Il campo geomagnetico e i geomagnetic jerks
Il campo geomagnetico della Terra è un argomento di studio affascinante e complesso, estendendosi dal nucleo terrestre fino nello spazio. Esso forma la magnetosfera, una barriera protettiva che ci difende dalle radiazioni cosmiche. Tra i vari enigmi che circondano questo campo, i “geomagnetic jerks” rappresentano un fenomeno intrigante. Questi eventi si manifestano come variazioni improvvise nella tendenza di lungo periodo del campo geomagnetico e sono stati registrati da osservatori in tutto il mondo. Le principali caratteristiche di questi eventi includono:
- Origine nel nucleo esterno della Terra
- Manifestazione su scale temporali che possono estendersi per secoli
- Documentazione di diversi jerks nel XX e XXI secolo, con eventi significativi nel 1991, 1999 e 2003
Un evento notevole è stato registrato nel 2007, quando un “jerk signal” ha mostrato un cambiamento inaspettato, non allineato con le variazioni stagionali. Questi eventi continuano a essere oggetto di studio per comprendere meglio le dinamiche del campo geomagnetico.
Le anomalie gravitazionali e il sistema GRACE
La questione dell’anomalia gravitazionale rimane avvolta nel mistero. Il sistema GRACE, composto da due satelliti in orbita terrestre, misura costantemente la distanza tra di loro. Quando uno dei satelliti sorvola un’area con una massa maggiore, come una catena montuosa o un grande bacino idrico, subisce un’accelerazione dovuta alla forza gravitazionale. Al contrario, quando passa sopra un’area di massa inferiore, il satellite rallenta. Queste variazioni consentono agli scienziati di creare mappe dettagliate della gravità terrestre. Le anomalie gravitazionali, che descrivono le discrepanze tra la forza gravitazionale misurata e quella prevista, vengono scoperte con regolarità. Alcuni esempi di anomalie includono:
- Fossa di Porto Rico con una gravità di -380 milliGal, la più grande anomalia gravitazionale negativa conosciuta
- Un’altra anomalia nell’Oceano Indiano con valori di gravità inferiori alle aspettative
Queste scoperte continuano a suscitare interrogativi e a stimolare ulteriori ricerche nel campo della geofisica.
La scoperta dell’anomalia gravitazionale nell’Oceano Atlantico
Un team di ricerca guidato dalla geofisica Charlotte Gaugne Gouranton dell’Università di Parigi Cité ha esaminato i dati del GRACE e ha identificato una significativa anomalia gravitazionale sopra l’Oceano Atlantico, manifestatasi tra il 2006 e il 2008. Questa anomalia si estende per circa 7.000 chilometri e presenta un ripido gradiente gravitazionale, con aree di alta gravità adiacenti a zone di bassa gravità. Inizialmente, il team ha cercato di spiegare il fenomeno modellando il movimento delle acque superficiali e sotterranee, ma ha presto incontrato difficoltà. Analizzando le serie temporali dei gradienti gravitazionali, hanno identificato un segnale anomalo di grande scala nell’Oceano Atlantico orientale, il quale ha raggiunto il suo picco all’inizio del 2007. Questo segnale non può essere completamente attribuito a fonti di acqua superficiale o ai flussi di fluidi provenienti dal nucleo terrestre.
Origine dell’anomalia e implicazioni geologiche
I ricercatori suggeriscono che l’origine di questa anomalia possa trovarsi al confine tra il nucleo e il mantello terrestre (CMB). Qui, enormi pressioni e temperature elevatissime hanno indotto una transizione di fase nel minerale più abbondante sulla Terra, il minerale bridgmanite. Questa transizione altera la struttura cristallina e la densità del minerale. Il team propone che rapide ridistribuzioni di massa a grandi profondità possano derivare da cambiamenti temporali nella profondità della transizione di fase da perovskite (Pv) a post-perovskite (pPv) del minerale principale del mantello inferiore. Queste dinamiche sono influenzate da eterogeneità nelle risalite profonde dell’LLSVP africano, portando a ipotizzare che parte del segnale anomalo possa riflettere rapide redistribuzioni di massa nel profondo del mantello terrestre.
Conclusioni e prospettive future
Quando un’eterogeneità in movimento verticale raggiunge la profondità di transizione corrispondente alla sua temperatura, si verifica la trasformazione, generando un’anomalia di massa a causa della differenza di densità di circa 100 kg/m³ tra le due fasi. Il team ipotizza che questa redistribuzione di massa all’interno del mantello possa essere la causa del “geomagnetic kick” osservato a livello globale, sebbene questa teoria necessiti di ulteriori prove e approfondimenti. Attualmente, gli scienziati stanno indagando su come le variazioni nella topografia del CMB possano influenzare la dinamica del flusso del nucleo e, di conseguenza, il campo geomagnetico. Inoltre, si stanno esplorando la possibilità di altri eventi rapidi simili nel profondo del mantello durante il periodo di osservazione del GRACE e la loro modellazione. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters, contribuendo a una comprensione più profonda delle complesse interazioni tra il campo gravitazionale e geomagnetico della Terra.
