Davvero ci aspetta una catastrofe planetaria con l’inversione del campo magnetico terrestre?

Si fa un gran parlare del fatto che il polo nord magnetico della Terra continua a spostarsi verso ovest, dal Canada alla Siberia. Non mancano sui media, a questo proposito, articoli dai titoli allarmanti sulla drammaticità delle possibili conseguenze di una eventuale inversione del campo magnetico terrestre. Cosa c'è di vero negli allarmi? Proviamo a scoprirlo.

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Siamo alla vigilia dell'inversione del campo magnetico terrestre?

Il nostro pianeta emette un campo magnetico creato dalle fluttuazioni del suo nucleo. Questo campo è importante: protegge il pianeta dalle particelle cariche emesse dal Sole, per secoli ha aiutato i marinai ad orientarsi in mare aperto e potrebbe aver svolto un ruolo importante nell’evoluzione della vita.

In questi giorni, molti media hanno pubblicato la notizia che lo spostamento del polo nord magnetico della Terra verso occidente ha obbligato ad aggiornare nuovamente, per la seconda volta in un anno, i satelliti per il corretto funzionamento del GPS. In alcuni casi, questi articoli si sono accompagnati a funeste previsioni sul capovolgimento del campo magnetico e titoli di stampo allarmistico.

In realtà il polo nord magnetico si sta spostando verso ovest da parecchi secoli, prima più lentamente ma, da qualche anno, il suo movimento è accelerato, arrivando a spostamenti di circa 50 chilometri l’anno, questo, secondo alcuni, potrebbe configurare che il nostro pianeta si stia preparando ad una nuova inversione del campo magnetico.

Secondo gli studi più aggiornati, l’inversione più recente del campo magnetico della Terra ha impiegato più tempo di quanto si pensasse in precedenza per completarsi: circa 22.000 anni in totale. Studiare perché è successo ci permetterà di capire meglio questo misterioso processo e forse ci aiuterà anche a prepararci.

È un dato di fatto di cui i geologi sono consapevoli da tempo: ogni poche centinaia di migliaia di anni, il campo magnetico terrestre si ribalta letteralmente – quindi il nord magnetico si trova al Polo Sud e viceversa. Lo sforzo degli scienziati, attualmente, è tutto teso nello stabilire con maggiore precisione i tempi di questi inversioni.

Il mondo moderno si affida al campo magnetico della Terra per far funzionare moltissimi sistemi, uno per tutti è il GPS, e un capovolgimento del nord magnetico ovviamente provocherebbe moltissimi problemi alla nostra tecnologia.

Attualmente viviamo certamente una fase di instabilità e il polo nord magnetico sta migrando verso occidente, verso la Siberia, tanto che nello scorso autunno è stato necessario aggiornare i calcoli dei sistemi di navigazione GPS per compensare lo spostamento e un altro aggiornamento è stato necessario in questi giorni.

Il campo magnetico terrestre è generato dal nucleo esterno di ferro liquido del pianeta che ruota attorno al suo nucleo interno solido. La creazione di grafici relativi alle inversioni del campo magnetico nel tempo non è facile, ma è possibile trovare indizi nei sedimenti oceanici e nei flussi di lava che si solidificano nella direzione del campo magnetico.

I flussi di lava sono i registratori ideali del campo magnetico“, afferma il geologo Brad Singer, dell’Università del Wisconsin-Madison. “Hanno molti minerali contenenti ferro e quando si raffreddano, si solidificano nella direzione del campo. Si tratta, però, di registrazioni discontinue, nessun vulcano erutta continuamente. Quindi ci affidiamo a un attento lavoro sul campo per identificare i record giusti”.

Singer e i suoi colleghi hanno esaminato i registri del flusso di lava provenienti da Cile, Tahiti, Hawaii, Caraibi e Isole Canarie, osservando i tempi dell’inversione più recente, chiamata inversione Matuyama-Brunhes dal nome degli scienziati che scoprirono questa inversione di campo magnetico avvenuta tra 600.000 ed 800.000 anni fa.

Quel tempismo suggerisce  che siamo “in ritardo per la prossima inversione, anche se potremmo essere solo in un periodo di instabilità che non si tradurrà in un vero capovolgimento (qualcosa che è già accaduto in precedenza).

Al momento è in corso un dibattito su quanto durerà la prossima inversione.

Sulla base dei dati relativi alla roccia lavica, i ricercatori hanno scoperto che la parte principale dell’evento Matuyama-Brunhes è durata 4.000 anni, ma è stata preceduta da 18.000 anni di instabilità ed escursioni (alcune temporanee inversioni parziali).

Questi risultati sono supportati da un’analisi delle rocce dal fondo dell’oceano, una registrazione più continua ma meno precisa del campo magnetico terrestre.

Questo lasso di tempo è più lungo delle stime precedenti e suggerisce che non dovrebbe verificarsi un’inversione improvvisa e relativamente rapida.

Non sappiamo ancora con certezza quanto tempo potrebbe durare il prossimo capovolgimento – o esattamente quando arriverà – ma ora disponiamo di una grande quantità di dati per aiutare gli scienziati a fare stime. Se stiamo per vivere un’altra inversione di Matuyama-Brunhes, questo studio suggerisce che durerà per molte generazioni.

Quando verrà il momento, il campo magnetico del nostro pianeta sarà più debole e più complicato di quanto non sia ora, quindi è vitale prepararsi.

Ma cosa accadrebbe se il campo magnetico terrestre all’improvviso scomparisse?

Certamente un numero maggiore di particelle solari cariche bombarderebbe il pianeta, mettendo a rischio le reti elettriche, i satelliti e aumentando l’esposizione degli esseri viventi a livelli più elevati di radiazioni ultraviolette che possono causare tumori. In altre parole, la scomparsa del campo magnetico avrebbe conseguenze che sarebbero problematiche ma non necessariamente apocalittiche, almeno a breve termine.

E questa è una buona notizia, perché da più di un secolo il nostro campo magnetico si sta indebolendo. Già esistono punti particolarmente fragili, come l’anomalia dell’Atlantico meridionale, nell’emisfero meridionale, che crea problemi tecnici per i satelliti in orbita bassa.

La prima cosa da capire sul campo magnetico è che, si indebolirà progressivamente, non scomparirà completamente, almeno non per qualche miliardo di anni.

L’indebolimento del campo magnetico

Per noi il fatto che il campo magnetico si stia indebolendo è abbastanza rilevante. Gli scienziati misurano questo indebolimento attraverso osservatori magnetici e satelliti ormai da 160 anni. Il campo magnetico è attualmente per circa l’80% dipolare. Ciò significa che agisce principalmente come un magnete a barra. Se potessimo ricoprire il pianeta di limatura di ferro (e rimuovere l’influenza del sole, che emette un flusso costante di particelle cariche chiamato vento solare), le linee del campo magnetico mostrerebbero una evidente disposizione Nord e Sud. Ma il 20% del campo non è dipolare, il che significa che ci sono parecchie complicazioni provocate da diverse variazioni locali.

In passato, il campo magnetico si è più volte invertito, scambiando Nord e Sud. L’ultima di queste inversioni avvenne all’incirca 780.000 anni fa, intorno all’era dell’Homo erectus. In genere, secondo le registrazioni geologiche, l’inversione del campo magnetico è stata preceduta da periodi più o meno lunghi di indebolimento e questo ha sollevato il dubbio che stia per invertirsi nuovamente. Ma a volte il campo si indebolisce e poi si rinforza di nuovo senza invertirsi, un fenomeno chiamato escursione.

I geologi hanno scoperto che uno strano vortice nel cuore del Sudafrica potrebbe contribuire ad alcune di queste debolezze. Questo vortice sembra causare l’anomalia del Sud Atlantico, un punto debole nel campo che si estende per circa 300 chilometri ad est del Brasile attraverso gran parte del Sud America. In quest’area, le particelle cariche del vento solare riescono a penetrare più in profondità nell’atmosfera.

L’anomalia del Sud Atlantico non è particolarmente evidente sul terreno. Ma i satelliti in orbita bassa attorno alla Terra incontrano problemi con particelle solari più dannose quando passano là sopra, e gli astronauti che hanno viaggiato attraverso la regione sulla Stazione Spaziale Internazionale hanno riferito fenomeni visivi tipo stelle cadenti che si pensa siano causati da livelli relativamente elevati di radiazione a livello di bassa orbita terrestre.

Una Terra senza campi magnetici

I geologi sospettano che la variazione del mantello in Sudafrica potrebbe essere stata il punto di innesco per le inversioni del campo magnetico avvenute in passato. La buona notizia è che, anche se il campo si sta indebolendo o si prepara a capovolgersi, non scomparirà.

Non ci sono prove che il campo magnetico sia mai scomparso completamente durante un’inversione.

Anche se il campo si invertisse, “avremo ancora del campo magnetico presente; sarà solo un campo magnetico molto debole“.

Cosa accadrebbe il mondo con un campo magnetico molto meno potente dell’attuale? 

Intanto, le bussole non indicherebbero più il nord: “Indicherebbero la [regione con il] campo magnetico più alto“.

Le aurore sarebbero visibili anche a latitudini più basse del solito, perché questi spettacoli colorati sono il risultato dell’interazione tra le particelle cariche del vento solare e la magnetosfera terrestre. Attualmente, le aurore appaiono vicino ai poli, seguendo le linee del campo magnetico in un orientamento nord-sud, ma un campo più debole consentirebbe alle particelle di penetrare maggiormente nell’atmosfera terrestre, illuminando il cielo anche in aree più prossime all’equatore.

Le condizioni nell’Anomalia nell’Atlantico meridionale per i satelliti potrebbero diventare comuni in tutto il mondo, causando problemi tecnici.

Le particelle solari possono provocare problemi all’elettronica, danneggiando parti di memoria in quelli che sono chiamati sconvolgimenti a singolo evento o SEU. Quando le particelle solari interagiscono con la ionosfera, liberano gli elettroni dalle loro orbite molecolari. Questi elettroni liberi interferiscono con la trasmissione delle onde radio ad alta frequenza utilizzate per la comunicazione.

Le interazioni tra il vento solare e l’atmosfera terrestre potrebbero anche abbattere lo strato di ozono nel tempo, il che aumenterebbe l’esposizione alle radiazioni ultraviolette aumentando i rischi di cancro della pelle.

Sebbene probabilmente non sarebbe del tutto catastrofico per la vita, un calo importante della forza del campo magnetico esporrebbe la superficie terrestre ad un dosaggio di radiazioni molto più elevato“, Spiega Martin Archer, un fisico del plasma spaziale della Queen Mary University di Londra.

Vi sono poche prove che le variazioni del campo magnetico del passato abbiano influenzato la vita sulla Terra. Tuttavia, “il campo magnetico ha indubbiamente plasmato la superficie terrestre, contribuendo a impedire che la fragile atmosfera del pianeta venisse dispersa nello spazio dalla forza implacabile del vento solare“, spiega Archer.

La presenza di un campo magnetico non è cruciale per mantenere un’atmosfera, Venere non ha un campo magnetico e ha un’atmosfera indubbiamente densa, anche se poco accogliente, ma sicuramente un buon campo magnetico funge da strato protettivo aggiuntivo. Marte, che un tempo aveva un campo magnetico ma lo perse circa 4 miliardi di anni fa, ha visto la sua atmosfera eliminata quasi completamente. E se ci fosse un modo per dare alla Luna, che non ha campo magnetico ed ha una gravità molto ridotta, un’atmosfera simile alla Terra, il vento solare la distruggerebbe completamente in meno di un secolo, Ha concluso Archer.

Insomma, ci vorranno migliaia di anni affinché l’inversione del campo magnetico si completi, ammesso che stia iniziando, ed è un evento ineluttabile che non possiamo impedire o influenzare. I nostri antenati sopravvissero all’ultima inversione del campo, noi avremmo parecchi problemi con la nostra attuale tecnologia e la maggiore esposizione a vento solare e raggi cosmici potrebbe provocare un aumento dei tumori e delle mutazioni.

Non c’è dubbio, però, che la vita sulla superficie della Terra saprebbe adattarsi, come è già successo e che noi oggi abbiamo la tecnologia ed i mezzi per proteggerci. Se davvero il campo magnetico si stesse per capovolgere attraverseremmo lunghi anni durante i quali molte generazioni dovranno fare i conti con questo fenomeno ma non sarà per questo che il nostro mondo finirà.