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09

Oct

2009

INVERSIONE DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

Il vero mistero legato al campo magnetico terrestre riguarda la sua incostanza nel corso del tempo.
Per motivi che non sono ancora stati del tutto chiariti, a distanza di migliaia o centinaia di migliaia di anni i poli magnetici della Terra si invertono, con conseguenze che ovviamente non sono esplicabili se non in via teorica.
Gli studi condotti sul paleomagnetismo, che riguarda l’analisi del magnetismo delle rocce di cui si trova traccia da milioni di anni a questa parte, hanno permesso di chiarire che sulla Terra si sono alternati periodi di polarità normale con periodi di polarità inversa.
Questi periodi vengono definiti "epoche magnetiche". Infatti le rocce contengono minerali magnetici (ossido di ferro) le cui particelle, durante il raffreddamento, si orientano secondo il magnetismo terrestre. Perciò, esaminando il magnetismo degli strati di lava che si sono depositati e raffreddati in epoche diverse, è stato possibile ricostruire l’andamento nel tempo del campo magnetico del pianeta.
Alcuni scienziati ritengono, sulla base dei dati in possesso, sia possibile affermare che i poli magnetici della Terra si siano invertiti oltre una decina di volte negli ultimi 30 milioni di anni, probabilmente non con una frequenza precisa ma all’incirca ogni 300 mila anni.
L’ultima inversione si sarebbe verificata circa 780 mila anni fa, anche se non tutta la comunità scientifica è d’accordo sulla datazione di questi eventi epocali.
Gli studi condotti nel XX secolo sul magnetismo terrestre hanno permesso di calcolare che nell’ultimo secolo il campo magnetico della Terra si è ridotto del 10%.
Recentemente lo scienziato americano G. Glatzmaier ha affermato che l’indebolimento del campo magnetico terrestre non comporta necessariamente la sua prossima inversione, anche perché questo sarebbe in media quasi il doppio rispetto alla media dell’ultimo milione di anni.
Studiando i modelli matematici della struttura interna della Terra, in cui si considera il nucleo solido e lo strato di ferro allo stato liquido che lo avvolge (i cui movimenti generano, per effetto dinamo, il campo magnetico terrestre) e approntando opportune equazioni magnetoidrodinamiche, Glatzmaier e P. Roberts hanno predisposto dei programmi di simulazione della struttura interna della Terra e delle interazioni tra i fluidi conduttivi e il campo magnetico. In tal modo hanno simulato, con diverse prove, il riscaldamento e una variazione nei movimenti interni del profondo strato di metallo liquido in cui si genera il campo magnetico, per verificare quali conseguenze potrebbero esservi nel campo magnetico terrestre.
Con migliaia di prove Glatzmaier e Roberts sono giunti alla conclusione che le turbolenze interne dello strato generante il campo magnetico provocano dei cambiamenti che possono essere ritenuti "normali".
Durante queste prove di simulazione si è potuto verificare che l’agitazione dello strato di metallo liquido che avvolge il nucleo terrestre comporta una serie di modifiche al campo magnetico terrestre; questo aumenta o diminuisce a seconda dei casi, i poli magnetici si spostano e in alcuni casi si invertono.
Secondo i due scienziati americani queste inversioni richiedono alcune migliaia di anni per completarsi e, a differenza di quello che si pensava, non comportano l’azzeramento del campo magnetico ma una sua modifica.
Durante le inversioni dei poli il campo magnetico non scompare ma modifica la sua struttura e diventa più complesso. Le sue linee di forza in prossimità della superficie terrestre tendono a divenire aggrovigliate e i poli magnetici si spostano prima di completare l’inversione.
Gli scienziati ritengono dunque che in tale evento epocale non vi sia l’azzeramento del campo magnetico ma questo continui ad esistere anche se con caratteristiche che, come abbiamo visto, sono diverse dai periodi di polarità normale.
Anche se ci muoviamo nell’ambito delle ipotesi, perché pur sempre di ipotesi si tratta, gli studi di Glitzmaier e Roberts dimostrerebbero che l’inversione dei poli magnetici non dovrebbe avere conseguenze devastanti per la vita sulla Terra, anche perché darebbero ragione del fatto che se anche ci fossero state almeno due inversioni nell’ultimo milione di anni, la razza umana non si è estinta, anche se forse è giunta prossima all’estinzione diverse volte con gli effetti delle glaciazioni.
Tutto questo però rimane confinato nell’ambito delle ipotesi perché gli studi condotti dagli scienziati hanno messo in luce gli effetti delle variazioni del campo magnetico terrestre a causa della rotazione terrestre e dei movimenti interni della Terra che provocano il meccanismo di geodinamo, ma queste ipotesi devono tenere conto anche dei dati di osservazione scientifica che possono essere molto più esaustivi rispetto a qualunque ipotesi accademica.
In questi ultimi anni il contributo della comunità scientifica internazionale sul campo magnetico terrestre è cresciuto notevolmente anche perché si è notevolmente incrementato il dibattito sulla sua possibile inversione.
Possiamo citare tra tutti la testimonianza del Responsabile delle ricerche sul geomagnetismo dell’Istituto nazionale di Geofisica, Angelo De Santis, nonché collaboratore dell’ESA (L’Agenzia spaziale europea) per il progetto Swarm, che prevede la messa in orbita entro il 2009 di tre satelliti che dovrebbero permettere nuove ricerche sul campo magnetico terrestre, secondo cui l’inversione dei poli magnetici potrebbe avere determinati effetti sulla vita umana e del mondo animale.
Tale fenomeno infatti porterebbe la Terra ad avere una minore schermatura contro il vento solare e questo potrebbe comportare un assottigliamento dello strato di ozono e una maggiore penetrazione delle radiazioni ultraviolette che determinerebbe un aumento delle malattie tumorali per gli esseri umani.
Il fenomeno potrebbe avere anche effetti sulle specie animali che impiegano il campo magnetico per il proprio orientamento (le balene, le tartarughe, alcune specie di uccelli migratori).
De Santis ritiene che le cause della possibile inversione del campo magnetico terrestre possano essere ricercate proprio nei moti turbolenti che si verificano nello strato fluido metallico che sovrasta il nucleo solido del pianeta, con una sorta di meccanismo di geodinamo "autoalimentato" che originerebbe nuovi flussi di campo magnetico.
Le energie che alimentano questi moti turbolenti sarebbero legate al moto di rotazione del pianeta e probabilmente al processo di accrescimento del nucleo solido.
Resta il fatto che, mentre una parte della comunità scientifica appare più ottimista, altri studiosi sembrano ipotizzare una possibile inversione del campo magnetico in tempi relativamente brevi.
De Santis punta il dito contro l’aumento di velocità del fenomeno di spostamento dei poli magnetici che, in via teorica, richiederebbe migliaia di anni per il completamento dell’inversione, ma che nella dinamica attuale fa supporre un’inversione di polarità in tempi "rapidi".
Si parla di un’inversione che si potrebbe compiere in circa duemila anni.
Negli ultimi anni questa ipotesi è stata suffragata dagli studi condotti dagli scienziati europei e americani sui dati raccolti dai satelliti negli ultimi 20 anni.
Nel 2002, per esempio, Gauthier Hulot, dell’"Istituto di Fisica della Terra" di Parigi, confrontando i dati raccolti dal satellite Oersted con i dati raccolti vent’anni fa dal Magsat, ha individuato alcuni punti di flusso invertito in due zone a confine fra il Mantello e il Nucleo.
In particolare uno è stato individuato sotto le regioni dell’estrema punta meridionale dell’Africa, ed è stato osservato che in quel punto il campo magnetico punta verso il centro della Terra, anziché verso il polo sud magnetico.
Un’altra zona è stata individuata nelle regioni attorno al polo nord, con caratteristiche inverse rispetto al precedente.
Secondo lo staff di Hulot queste scoperte potrebbero spiegare il progressivo indebolimento del campo magnetico terrestre negli ultimi 150 anni.
Ciò che è sicuro per la comunità scientifica è che nel passato, come dimostrato dagli studi di paleomagnetismo, il campo magnetico ha subito, con una frequenza non regolare periodiche inversioni della sua polarità e questo fenomeno continuerà a verificarsi anche in futuro.
Recentemente il geologo americano Brad Clement, dell’Università della Florida, ha pubblicato uno studio sulla rivista scientifica Nature in cui illustra le sue recenti scoperte sull’inversione del campo magnetico. Gli studi da lui condotti hanno portato a supporre che il campo magnetico terrestre si invertirebbe in pochi migliaia di anni alle basse latitudini mentre richiederebbe circa 10.000 anni per l’inversione alle latitudini elevate.
Le ipotesi messe in campo dagli studiosi si accavallano e si susseguono le une alle altre anche se non hanno ancora permesso di fare piena luce su quelli che siano i tempi, più o meno rapidi, di questo fenomeno. Comunque la comunità scientifica sembra comunemente nell’essere in accordo sul fatto che i dati in possesso sullo spostamento dei poli nella dinamica attuale possa comportare nel giro di poche migliaia di anni il ripetersi del fenomeno dell’inversione dei poli magnetici, anche se non vi è accordo sui rischi che questo fenomeno possa comportare per la vita sulla Terra, come un incremento dell’attività sismica e vulcanica i cui effetti potrebbero essere notevoli e sconvolgenti.
Abbiamo già messo in luce in un altro articolo lo strano fenomeno dell’incremento dell’attività sismica che sembra notarsi da alcuni anni a questa parte su scala planetaria, per il quale si potrebbe ipotizzare un nesso con i futuri cambiamenti cui andrà incontro il campo magnetico della Terra.
Ovviamente la comunità scientifica fa quadrato su questo argomento perché ritiene che l’andamento dell’attività sismica sia da ritenere normale negli ultimi anni, per cui non vi sarebbero rischi particolari legati alle dinamiche del campo magnetico.
Sono ancora molti, comunque, i misteri su questa forza invisibile che regna sovrana.

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