Viaggio al centro della Terra

Le onde sismiche stanno aiutando gli scienziati a sondare il mistero più profondo della Terra, il suo nucleo.

Già da tempo i geofisici avevano scoperto che le onde sismiche prodotte da un terremoto potevano essere utilizzate per eseguire la scansione di tutto quanto esiste sotto la superficie terrestre, proprio come in medicina si usano gli ultrasuoni per osservare gli organi interni di un paziente.

La tecnologia usata raccoglie i dati non dal momento in cui inizia il terremoto, ma dal percorso delle onde che si propagano dall’ipocentro e attraversano l’intero pianeta.

Il terremoto agisce come un martello che percuote una campana. Come chi sta in ascolto sente chiaramente i rintocchi della campana dopo la percussione del martello, così i sensori sismici raccolgono il segnale dopo che il terremoto è avvenuto.

Il passaggio delle onde sismiche attraverso il pianeta ha consentito di constatare l’esistenza di più ‘gusci’ concentrici in cui è suddivisa la Terra. Grazie alle velocità e al tipo di onde generate dal sisma, si è risaliti alla consistenza e alle dimensioni di questi gusci.

I due nuclei al centro della Terra. Il nucleo più interno ha i cristalli dei minerali componenti orientati in direzioni diverse (crediti: LaChina Publishing Services)

Grazie ad una nuova applicazione tecnologica nella lettura dei tracciati sismologici, un team di ricerca cino-americano dell’Università dell’Illinois in collaborazione con l’Università di Nanchino, ha investigato sul nucleo della Terra e particolarmente sull’altro nucleo presente al suo interno, che ha caratteristiche e proprietà sorprendenti, in grado di rivelare informazioni essenziali sul nostro pianeta.

L’esistenza dei due nuclei non è una novità, essendo stati scoperti dalla sismologa danese Inge Lehmann già nel 1936.

Sulla natura e sullo stato fisico dei due nuclei, tuttavia, è stato discusso a lungo, sia per la mancanza di materia proveniente da quella zona che dalla limitatezza dei metodi d’indagine.

Guidati da Xiadong Song, docente di Geologia presso l’Università dell’Illinois, e il ricercatore Tao Wang, dell’Università di Nanchino, il team ha pubblicato i risultati dello studio sulla rivista Nature Geoscience del 9 febbraio scorso.

“Anche se il nucleo interno è molto piccolo – più piccolo della Luna – presenta alcune caratteristiche veramente interessanti”, afferma Song.

“Può raccontarci come si è formato il nostro pianeta, la sua evoluzione e molti altri processi dinamici della Terra. Osservando bene il nucleo, abbiamo trovato una sorpresa al centro del pianeta, anche se molto diversa da quella prevista nel romanzo di Giulio Verne”, commenta lo studioso.

Il nucleo terrestre, un tempo ritenuto una solida palla di ferro, mostra alcune proprietà strutturali alquanto complesse. E, per l’appunto, la presenza di un altro nucleo.

Il secondo nucleo, all’interno del primo, ha un diametro delle dimensioni pari alla metà dell’intero nucleo, ma presenta anche altre caratteristiche particolari, oggetto di ipotesi anche contrastanti.

I cristalli di ferro nello strato esterno del nucleo interno, difatti, risultano allineati nella direzione nord-sud, mentre all’interno del nucleo interno, i cristalli di ferro hanno una direzione est-ovest.

Tra le due parti del nucleo, di diverso non c’è solo l’orientamento dei cristalli, ma anche il comportamento. Questo significa che il nucleo più interno potrebbe essere costituito da un diverso tipo di cristallo oppure da una fase differente (solida, liquida, aeriforme?).

Queste caratteristiche avevano fatto ritenere, nei precedenti studi, che il nucleo interno fosse composto da più gusci; e sicuramente, anche da una differenza di stato tra una fascia fluida esterna e la massa centrale, solida.

“Il fatto che esistano due regioni così nettamente diverse la dice lunga sull’evoluzione del nucleo interno”, dice Song. “Per esempio, nel corso della storia della Terra, il nucleo interno avrebbe potuto subire un cambiamento radicale nel processo di deformazione. Potremmo essere di fronte alla chiave d’avviamento dell’evoluzione del pianeta. Siamo letteralmente al centro della Terra, sia dal punto di vista della ricerca che dal punto di vista fisico”.