Monday, 27 May 2019

Il nord magnetico si muove più in fretta del previsto ma ora, forse, sappiamo perché

Nel blockbuster di Hollywood “The Core“, il nucleo della Terra smette improvvisamente di ruotare, causando il collasso del campo magnetico terrestre. Poi esplosioni di micidiali microonde cuociono il Colosseo e sciolgono il Golden Gate Bridge.

Nel film è “quasi tutto sbagliato“, dice Justin Revenaugh, un sismologo dell’Università del Minnesota, però è vero che il campo magnetico terrestre protegge il pianeta dalle radiazioni solari letali e distruttive. Senza di esso, i venti solari potrebbero spogliare la Terra dei suoi oceani e dell’atmosfera.

Ma il campo magnetico del pianeta non è statico.

Il polo nord magnetico della Terra (che non equivale al nord geografico) sta costringendo gli scienziati ad un continuo inseguimento dal secolo scorso. Ogni anno, si sposta verso nord-ovest mediamente di una quarantina di chilometri.

Magnetic North Pole
Il polo nord magnetico continua a spostarsi verso nord-ovest dal 1900. – Wikimedia Commons

Quel movimento ha reso il World Magnetic Model – il sistema che traccia il campo magnetico e tiene aggiornati bussole, smartphone, GPS ed i sistemi di navigazione in uso su su aerei e navi – imprecisi. il prossimo aggiornamento programmato del MMM era previsto nel 2020, ma lo scorso anno è stato necessario effettuare un aggiornamento fuori programma senza precedenti per tenere conto dell’accelerazione dello spostamento del nord magnetico.

Ora gli autori di un nuovo studio hanno ottenuto informazioni sul perché il nord magnetico si sposta e stanno imparando come prevedere questi cambiamenti.

Monitoraggio del movimento nel nucleo della Terra

Il campo magnetico terrestre viene generato dal vorticoso ruotare su sé stesso del nucleo di nichel e ferro liquido che sta nel nucleo esterno del pianeta, a circa 2.500 chilometri di profondità. Ancorato dai poli magnetici nord e sud (che tendono a spostarsi e persino invertirsi ogni milione di anni o giù di lì), il campo cresce e cala in forza, ondeggiando in funzione di ciò che accade nel nucleo.

Cambiamenti periodici ed a volte casuali nella distribuzione di quel turbolento metallo liquido possono causare ondeggiamenti nel campo magnetico. Se immaginate il campo magnetico come una serie di elastici che passano attraverso i poli magnetici e il nucleo della Terra, allora i cambiamenti nel nucleo si concentrano essenzialmente su diversi elastici in vari punti.

Si tratta di una specie di rimorchiatori geomagnetici che influenzano la migrazione del polo nord magnetico e possono farlo deviare in modo imprevedibile dalla sua posizione.

geomagnetic field
Una visualizzazione dell’interno del nucleo terrestre, rappresentato da una simulazione al computer. – Libreria fotografica Aubert et al./IPGP/CNRS

Finora, prevedere gli spostamenti del campo magnetico è stato un problema, ma nel nuovo studio, i geofisici Julien Aubert e Christopher Finlay hanno tentato di simulare le condizioni fisiche del nucleo della Terra attraverso alcuni supercomputers..

I ricercatori sapevano che la trasmissione del calore dall’interno verso l’esterno del pianeta può influenzare il campo magnetico. In generale, questo accade ad una velocità di circa 9 chilometri all’anno ma hanno scoperto che nel nucleo possono formarsi delle sacche di ferro liquido molto più calde e più leggere del fluido circostante. Se la differenza tra questi pezzi di fluido caldi e meno densi e le loro controparti più fredde e più dense è abbastanza grande, il liquido caldo può salire molto rapidamente.

Questo movimento rapido innesca quindi le onde magnetiche che si spostano verso la superficie del nucleo, causando i sussulti geomagnetici. “Pensa a queste onde come corde vibranti di uno strumento musicale“, ha spiegato Aubert.

Il nord magnetico è importante per i modelli di navigazione

Tenere sotto controllo il Nord magnetico è imperativo per gli eserciti europei e americani perché i loro sistemi di navigazione si affidano al MMM. Lo stesso fanno le compagnie aeree commerciali e le app GPS per smartphone, per aiutare piloti e utenti a localizzare le loro posizioni e navigare di conseguenza.

Ecco perché il British Geological Survey e la National Oceanic and Atmospheric Administration aggiornano il MMM ogni cinque anni. Il primo aggiornamento straordinario richiesto dai militari statunitensi è stato completato il 4 febbraio.

Ma anche con questi aggiornamenti periodici, le fluttuazioni geomagnetiche rendono difficile mantenere il modello accurato, ha detto Aubert.

google maps iphone gps
Il nord magnetico è importante ad esempio per le app GPS per smartphone. – Justin Sullivan / Getty Images

Il nuovo modello del suo gruppo potrebbe affrontare il problema aiutando a prevedere come potrebbe evolvere il campo magnetico terrestre. “Entro i prossimi anni, immaginiamo che dovrebbe essere possibile analizzare le fluttuazioni del passato e prevedere quelle future con maggiore precisione”, ha detto Aubert.

Il campo magnetico potrebbe mai collassare?

Il campo magnetico terrestre protegge l’atmosfera, che ci scherma tenendo fuori la radiazione solare, come dice Revenaugh. Se perdessimo il nostro campo magnetico, alla fine perderemmo la nostra atmosfera.

Ma, secondo Revenaugh, è improbabile che ciò accada, dal momento che il nucleo della Terra non smetterà mai di ruotare. Anche se il campo magnetico collassasse, gli effetti devastanti rappresentati in “The Core” – persone con il pacemaker che cadevano morte, tempeste di fulmini fuori controllo, monumenti demoliti – non accadrebbero.

solar storms
Senza la sua atmosfera e il campo magnetico, la Terra sarebbe costantemente bombardata dalle radiazioni cosmiche. – NASA

Uno scenario molto più probabile, suggerisce Revenaugh, prevede l’inversione dei poli magnetici, come già accaduto 780.000 anni fa. Quando si verificano tali inversioni ( ce ne sono state diverse nella storia della Terra ), il campo magnetico scende a circa il 30% della sua piena forza.

Sebbene sia uno scenario probabilmente lontano, Revenaugh sostiene che è importante migliorare la comprensione degli scienziati sul campo magnetico. “Quanto più miglioreranno i modelli, tanto meglio potremo capire cosa sta facendo”, ha detto.

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