Alla radice degli scatti della magnetosfera
L’interno del nucleo terrestre, rappresentato da un modello di simulazione al computer (vista del piano equatoriale e di una superficie sferica vicino al nucleo interno, il tutto osservato dal polo Nord). Le linee del campo magnetico (arancione) sono allungate da una convezione turbolenta (blu e rosso). Le onde idromagnetiche sono emesse dal nucleo interno e si diffondono lungo le linee di campo magnetico fino al confine del nucleo, dove sono focalizzate e generano jerks geomagnetici. (© Aubert et al./IPGP/CNRS Photo library)
Le modifiche del campo magnetico terrestre che avvengono sulla scala temporale degli anni e interessano la regione equatoriale, dette jerks geomagnetici, sono generate dall’interazione fra i lenti movimenti convettivi nel nucleo della Terra e un particolare tipo di onde sviluppate dal movimento degli ioni metallici al suo interno
La spiegazione di enigmatici improvvisi cambiamenti nel campo magnetico terrestre è stata ottenuta da due ricercatori – Julien Aubert dell’Institut de Physique du Globe di Parigi e Christopher C. Finlay, della Technical University of Denmark a Lyngby – che illustrano il loro studio in un articolo su “Nature Geoscience”. Questo risultato permette di superare un notevole ostacolo alla previsione del comportamento del campo geomagnetico negli anni e decenni a venire, e offre agli scienziati un nuovo modo per sondare le proprietà fisiche delle regioni più profonde della Terra.
Il lento moto convettivo nel nucleo metallico liquido della Terra genera il campo magnetico che avvolge il nostro pianeta; lo stesso moto controlla i cambiamenti del campo che avvengono sulla scala temporale dei secoli e dei millenni. Ci sono però cambiamenti, i cosiddetti scatti o jerks geomagnetici, descritti inizialmente nel 1978, localizzati prevalentemente in corrispondenza con l’asse equatoriale, cioè un asse perpendicolare a quello che unisce i due poli della Terra e giacente sul piano equatoriale, che si manifestano a intervalli di pochi anni o anche meno, e la cui origine è ampiamente dibattuta.
Aubert e Finlay hanno sviluppato un modello del comportamento del nucleo terrestre, che hanno potuto implementare sul supercomputer del Grand Équipement National de Calcul Intensif (GENCI), un centro di calcolo avanzato con sede a Parigi. La simulazione ha richiesto l’equivalente di quattro milioni di ore di calcolo su computer normali.
I ricercatori hanno in particolare scoperto che a generare i jerks geomagnetici è l’interazione fra i moti convettivi lenti del nucleo e una serie di onde magnetiche “rapide” e torsionali al suo interno, che si creano quando particelle cariche
(come gli ioni metallici presenti nel nucleo) interagiscono con campi magnetici, e che sono note come onde di Alfvén. Nella loro simulazione, Aubert e Finlay hanno osservato che quando queste onde si avvicinano alla superficie del nucleo vengono focalizzate e amplificate fino a provocare alterazioni al campo magnetico terrestre perfettamente sovrapponibili a quelle dei jerks geomagnetici registrati da satellite. (red)
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