Il mistero dell’inversione del campo magnetico della Terra, l’inquietante suono del fenomeno
L’inversione del campo magnetico della Terra è uno dei fenomeni più misteriosi del nostro pianeta che, ad oggi, non ha una spiegazione esaustiva: sappiamo che dipende dall’intensità del campo magnetico terrestre, che può diminuire fino al punto da innescare l’inversione dei poli geomagnetici Nord e Sud ma, nonostante le prove dell’esistenza di questo tipo di eventi siano state ottenute alla fine degli anni Sessanta, non sappiamo ancora cosa determini queste variazioni di intensità.
Per comprendere esattamente come viene generato il nostro campo magnetico, l’Agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato nel 2013 il trio di satelliti Swarm – chiamati Alpha, Bravo e Charlie – i cui dati sono ora stati utilizzati per creare una versione sonora dell’escursione di Laschamp, l’inversione del campo magnetico terrestre avvenuta durante l’ultima era glaciale, circa 41.000 anni fa.
L’audio – che si basa su rumori naturali, come scricchiolii del legno e rocce che cadono, fusi insieme a suoni familiari e strani, quasi alieni, spiega l’ES – riproduce il movimento delle linee del campo magnetico terrestre durante l’evento di inversione e il risultato è assolutamente inquietante.
L’inversione del campo magnetico della Terra: cosa sappiamo
Uno dei fenomeni più misteriosi della dinamica del campo magnetico della Terra, nonché una delle più importanti sfide irrisolte della fisica, è il meccanismo alla base dell’inversione del campo magnetico terrestre, cioè il capovolgimento dei poli magnetici Nord e Sud della Terra. Lo stesso campo magnetico della Terra, che protegge il nostro pianeta dalle radiazioni cosmiche e dalle particelle cariche trasportate dal vento solare, è qualcosa di non completamente compreso, che non possiamo effettivamente vedere, o sentire, ma da cui dipende l’esistenza della vita sul nostro pianeta.
Ci rendiamo conto della sua esistenza quando, ad esempio, osserviamo l’aurora, che ci offre uno spettacolo visivo delle particelle cariche trasportate dai venti solari che interagiscono con il campo magnetico terrestre: riuscire tuttavia a rilevare effettivamente le sue forze magnetiche, in gran parte generate dai moti convettivi e turbolenti dell’oceano di ferro liquido che costituisce il nucleo esterno della Terra, a circa 3.000 km sotto i nostri piedi, è un’altra cosa.
Il campo magnetico terrestre ha due possibili stati di polarità, quello “normale” – in cui le linee di forza del campo entrano verso l’interno della Terra nell’emisfero settentrionale ed escono verso l’esterno della Terra dall’emisfero meridionale – e uno stato di polarità inversa: questi due stati di polarità possono alternarsi e, quando questo avviene, si verifica un’inversione del campo magnetico.
Quando avviene l’inversione del campo magnetico della Terra
L’inversione del campo magnetico terrestre si verifica quando l’intensità del campo magnetico terrestre diminuisce: nel corso di questi periodi, che si ripetono a intervalli non regolari, il campo terrestre può scendere a fino a un minimo del 5% della sua attuale intensità, come avvenuto durante la cosiddetta escursione di Laschamp, un evento di inversione geomagnetica avvenuto circa 41.000 anni fa, durante il quale la ridotta intensità del campo magnetico terrestre – che implica un assottigliamento della magnetosfera, con maggiore esposizione dell’atmosfera terrestre al vento solare ed ai raggi cosmici – ha innescato l’inversione dei poli geomagnetici Nord e Sud.
Le prove di quest’inversione, che ha richiesto 250 anni perché si verificasse, persistendo per circa 440 anni, sono state trovate nei flussi di lava di Laschamp, un villaggio nel distretto francese di Clermont-Ferrand, dove studi della magnetizzazione delle rocce del passato geologico hanno trovato evidenze dell’esposizione della Terra a una grande quantità di radiazioni, con il conseguente aumento di produzione di radionuclidi cosmogenici, come il berillio-10 e il carbonio-14.
La scoperta di quest’evento geomagnetico, che si ritiene essere stato l’ultimo di questo tipo ad essersi verificato, ha portato compilazione di una prima Scala delle Polarità Geomagnetiche (GPTS), definita e raffinata nel tempo con il contributo di numerosi studi condotti in diverse regioni della Terra su rocce ignee datate isotopicamente, su sequenze stratigrafiche sedimentarie datate tramite gli isotopi o la biostratigrafia, e tramite l’interpretazione delle anomalie magnetiche misurate sui fondali marini.
Ciò che però non è ancora stato compreso è quali siano i meccanismi alla base delle variazioni di intensità del campo magnetico terrestre, su cui restano attualmente aperti enormi interrogativi. Studiando questi cambiamenti nel tempo, i ricercatori puntano a saperne di più dei processi che, nelle profondità del pianeta, generano il campo magnetico terrestre: nel frattempo, i dati che provengono dai satelliti missione Swarm dell’ESA, che misurano i segnali magnetici generati non solo dal nucleo, ma anche dal mantello, dalla crosta, dagli oceani e fino alla ionosfera e alla magnetosfera, saranno fondamentali per studiare le inversioni geomagnetiche e le dinamiche interne del nostro pianeta.
