Nel 1936, la sismologa danese Inge Lehmann condusse uno studio innovativo che dimostrò che il nucleo interno ricco di ferro della Terra è solido anche se è più caldo della superficie del Sole. Da allora, la nostra comprensione dello strato più interno del pianeta è stata costantemente migliorata. All’inizio di quest’anno, ad esempio, gli scienziati in Australia hanno dimostrato che il nucleo interno potrebbe essere Composto da due strati distinti, suggerendo forse due eventi di raffreddamento separati nella storia della Terra. Ma non è tutto.
Un nuovo studio potenzialmente rivoluzionario mostra che il nucleo interno potrebbe non essere completamente solido, almeno non nel senso che stiamo immaginando un solido. Invece, gli scienziati hanno scoperto che lo strato più profondo della Terra è costituito da un groviglio di superfici dure che si trovano di fronte al ferro fuso o dolce.
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Sebbene il nucleo interno sia oscurato da oltre 4.000 miglia (6.300 km) di crosta, mantello e un nucleo esterno liquido, gli scienziati hanno un’immagine abbastanza chiara di ciò che accade all’interno delle viscere della Terra. Com’è?
Quando un vulcano erutta o un terremoto, questi eventi generano onde sonore le cui proprietà, come direzione, angolo e velocità, cambiano in modo prevedibile a seconda del materiale che incontrano.
Ce ne sono diversi Tipi di onde sismiche, ignorando le onde di superficie, responsabili dell’attacco a seguito di alcuni terremoti molto forti. Quando studiano gli strati interni della Terra, i geofisici si concentrano principalmente sulle onde elementari (onde P) e sulle onde di taglio (onde S). Le onde P viaggiano attraverso tutti i tipi di media, mentre le onde S viaggiano solo attraverso i solidi.
Quando le onde sismiche dei terremoti colpiscono il nucleo esterno liquido e poi viaggiano attraverso il nucleo interno, i dati sismici raccolti dalle stazioni di tutto il mondo registrano un’onda aggiuntiva che viaggia ad angolo retto che può essere spiegata solo dall’onda di taglio. È così che Lyman ha mostrato che il nucleo interno, che ha le dimensioni della luna, è solido. Non è molto diverso dal modo in cui il medico potrebbe utilizzare uno scanner TC per visualizzare ciò che è all’interno del tuo corpo senza tagliarlo.
I geofisici imparano costantemente cose nuove sugli strati interni della Terra man mano che i dati sismici migliorano, con l’aiuto di nuovi strumenti come algoritmi di apprendimento automatico e altre macchine di intelligenza artificiale. Un nuovo studio condotto da Rhett Butler dell’Università delle Hawaii presso la Mānoa School of Earth and Oceanic Science and Technology (SOEST), rileva che il nucleo interno non è completamente solido. Invece, è una miscela di strutture liquide, morbide e solide. La composizione eterogenea è particolarmente sorprendente nelle prime 150 miglia (240 km) del nucleo interno.
“In netto contrasto con le leghe di ferro dolce omogenee considerate in tutti i modelli terrestri del nucleo interno dagli anni ’70, i nostri modelli indicano la presenza di regioni contigue di leghe di ferro duro, morbido e liquido o dolce nelle prime 150 miglia di questo, “Ha detto Butler. Pone nuovi vincoli alla formazione, alla storia termica e all’evoluzione della Terra”.
Il nucleo esterno è interamente liquido e meno controverso, con ferro fuso in un costante movimento agitato, guidato dalla convezione mentre perde calore costantemente dal momento in cui la Terra si è formata al mantello stazionario sopra. È questo movimento che genera il campo magnetico del nostro pianeta come una dinamo, che ci protegge dalle radiazioni nocive del sole.
Tuttavia, il nucleo esterno è influenzato dal nucleo interno. Quindi, ottenere una migliore comprensione della sua vera struttura aiuta gli scienziati a comprendere meglio le dinamiche tra il nucleo interno ed esterno.
“Conoscere questo stato di frontiera dalla sismologia può consentire migliori modelli predittivi del campo geomagnetico che sostiene e protegge la vita sul nostro pianeta”, ha detto Butler.
I risultati sono apparsi sulla rivista progresso scientifico.
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