Il ferro del nucleo terrestre si indebolisce prima della fusione
Uno studio di un team di scienziati britannici dell’University College di Londra (UCL) ha verificato che il ferro contenuto nel nucleo interno della Terra si indebolisce drasticamente poco prima di giungere al punto di fusione, spiegando così le insolite proprietà degli elementi che esistono nel centro del nostro pianeta e che finora è stato difficile comprendere.
Per indagare l’interno della Terra gli scienziati osservano il comportamento e misurano la velocità delle onde sismiche – gli impulsi di energia generati durante i terremoti – che cambia attraversando i vari strati, crosta, mantello e nucleo terrestre che, a 6000 metri sotto i nostri piedi, è del tutto inaccessibile.
Considerando il solo nucleo interno solido, i risultati delle misurazioni sismiche mostrano costantemente che le onde che lo attraversano tendono a diminuire di velocità, che appare molto più lenta di quanto previsto da esperimenti e simulazioni.
In particolare, è un tipo d’onda sismica, chiamata ‘shear wave’ o ‘onda di taglio’, ad attraversare lentamente, rispetto alla velocità prevista, il materiale – prevalentemente ferro – di cui è formato il cuore del pianeta.
Il movimento delle onde di taglio diventa ‘trasversale’, come accade nei fluidi. Le particelle del materiale attraversato dall’onda prendono a vibrare su un piano perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda, proprio come accade nei fluidi.
Ora, in un articolo su Science, gli scienziati della UCL spiegano che il ferro del nucleo potrebbe indebolirsi notevolmente prima del punto di fusione, diventando molto meno rigido e assumendo il comportamento di un fluido.
Il team è giunto a queste conclusioni dopo aver calcolato che fino a temperature di circa il 95% della temperatura a cui il ferro fonderebbe, la velocità delle onde attraverso il nucleo diminuisce linearmente, per ridursi quindi bruscamente, se si supera il 95%.
Per quanto riguarda il nucleo terrestre, dunque, fino a circa il 99% della temperatura di fusione del ferro, la velocità è in accordo con i dati sismici.
A cosa si deve questo cambiamento di velocità delle onde sismiche?
Lidunka Vocadlo, professoressa del Dipartimento di Scienze della Terra presso la UCL e autore principale del lavoro, spiega: “I modelli di minerali proposti per il nucleo interno della Terra hanno sempre dimostrato una velocità delle onde maggiore di quella osservata dai dati sismici. Questa differenza ha dato origine a complesse teorie sullo stato e l’evoluzione del nucleo terrestre”.
Gli autori, tuttavia, sottolineano di non essere giunti a comprendere esaurientemente la composizione del nucleo interno, anche perché debbono tener conto della presenza, sia pure minima, di minerali leggeri, quali nichel, silicio e zolfo.
“I forti effetti nello stadio di pre-fusione del ferro mostrati dal nostro studio sono comunque un ulteriore passo avanti nella comprensione della composizione del nucleo terrestre”, afferma Vocadlo. “Al momento stiamo studiando come questo risultato venga influenzato dalla presenza di altri elementi e presto potremmo essere in grado di produrre un modello di nucleo interno più semplice, che sia coerente con i dati geofisici”.
