Nuove conoscenze sull'interno della Terra

Il campo magnetico terrestre, che circonda il nostro globo, protegge la Terra dalle radiazioni nocive e aiuta animali come uccelli e pipistrelli a orientarsi. Il campo magnetico terrestre è generato principalmente nella cosiddetta geodinamo, da processi che avvengono nel nucleo liquido esterno e nel nucleo solido interno della Terra. Utilizzando simulazioni al computer sul supercomputer CSCS "Monte Rosa", Philip Livermore dell'Università di Leeds, Rainer Hollerbach e Andrew Jackson dell'Università ETH di Zurigo hanno dimostrato per la prima volta che il campo magnetico stesso influenza questi processi dinamici nel nucleo terrestre. Di conseguenza, il campo magnetico fa ruotare il nucleo solido interno - che ha le dimensioni della luna - in direzione est e il campo magnetico si sposta verso ovest. Quest'ultimo fenomeno era stato osservato già nel 1692 dallo scopritore della Cometa di Halley, lo scienziato naturale Edmund Halley, ma finora non era stato possibile spiegarlo.

Spinta verso est e verso ovest

Utilizzando nuovi metodi di simulazione e, in particolare, lavorando con una viscosità di due ordini di grandezza inferiore e quindi 100 volte più vicina alla realtà rispetto ai modelli precedenti, gli scienziati sono riusciti a risolvere alcuni processi fisici nel nucleo terrestre con una risoluzione corrispondentemente più elevata, affermano i ricercatori. Le simulazioni mostrano come le forze del campo magnetico terrestre nella zona più esterna del nucleo liquido causino lo spostamento del campo magnetico verso ovest. Allo stesso tempo, le stesse forze spingono il nucleo solido interno verso est. Di conseguenza, il nucleo interno della Terra ha una velocità di rotazione superiore a quella della Terra.

Sulla base del loro studio, i ricercatori sono giunti alla conclusione che anche piccoli cambiamenti nel campo magnetico interno della Terra possono portare a un'inversione delle rispettive direzioni di movimento. Questo spiega a sua volta l'osservazione che il campo magnetico terrestre si è spostato più volte verso est anziché verso ovest negli ultimi 3.000 anni. Presumibilmente, il nucleo interno della Terra ha ruotato in direzione ovest anziché est. Secondo i ricercatori, anche le minime variazioni del campo magnetico potrebbero aver portato a diverse velocità di rotazione del nucleo interno. Questa osservazione è stata fatta recentemente dai ricercatori guidati da Hrvoje Tkalcic dell'Australian National University negli ultimi 50 anni.

L'unico modo per ricostruire

Il calcolo dei modelli del campo magnetico terrestre è una delle simulazioni più intensive nel campo dei supercalcolatori. Nelle simulazioni devono essere risolti sistemi di equazioni che vanno dalla fluidodinamica alla meccanica classica, fino alla termodinamica. Le simulazioni, in combinazione con le misurazioni sismiche, rappresentano l'unico modo per esplorare l'interno della Terra a profondità di 2900 chilometri fino al centro della Terra, a 6378 chilometri di profondità. Negli ultimi decenni, questi studi hanno contribuito enormemente alla comprensione di ciò che accade all'interno della Terra.