La raccolta di dati da vecchie rocce può causare distorsioni. Ora, i geofisici hanno un modo per migliorare i loro metodi per superare le sfide nello studio della storia del nucleo terrestre e del campo magnetico che costituiscono la geodinamo.

Poiché i ricercatori non possono visitare il nucleo, usano le rocce in superficie come proxy. Nello specifico, le rocce vulcaniche registrano l'intensità e le variazioni del campo magnetico terrestre. Il record risale a miliardi di anni indietro ai primi giorni del giovane nucleo del pianeta e allo sviluppo della geodinamo. Il problema è che la maggior parte dei dati raccolti da queste vecchie rocce può essere distorta.

In un nuovo studio pubblicato su Progressi scientifici e guidato da geofisici della Michigan Technological University, il team di ricerca spiega come viene introdotto il pregiudizio e cosa fare al riguardo.

Inizia con il Giurassico, un tempo di terribili lucertole, alti livelli di anidride carbonica e frequenti capovolgimenti dei poli magnetici. Il record rock mostra che con più lanci, l'intensità del campo magnetico è diminuita. È una relazione inversa prevista dai modelli geodinamo; però, è stato difficile eseguire il backup con i dati dei campioni di campo, che fino ad oggi non hanno mostrato una correlazione tra le inversioni magnetiche e l'intensità dei campi magnetici passati, o paleointensità.

La discrepanza è stata discussa ma è rimasta irrisolta, dice Aleksey Smirnov, professore associato di geofisica al Michigan Tech e autore principale dello studio. Il pregiudizio, introdotto dal metodo Thellier convenzionale per l'analisi del magnetismo dei campioni di roccia, produce punti di forza di paleointensità inferiori al previsto e potrebbe risolvere questa controversia.

"Potrebbe essere necessario riconsiderare i dati precedenti, "Smirnov dice, aggiungendo che nel nuovo studio, il suo team ha testato prima la distorsione sistemica su campioni sintetici. "Vedere, quando lavori con rocce naturali, è difficile separare gli effetti di grani non ideali e alterazioni."

In teoria, il metodo di Thellier richiede grani magnetici molto piccoli e dovrebbero essere tracciati come una linea durante l'analisi; però, poiché la maggior parte delle rocce contiene grani non ideali molto più grandi, le trame sono deformate. Questo problema è noto ma ampiamente ignorato, dice Smirnov, invece i ricercatori tendono a utilizzare solo una sezione del grafico curvo per stimare al meglio la relazione lineare. Ciò produce costantemente misurazioni inferiori al previsto e distorsione sistemica nei set di dati di paleointensità, dice Smirnov.

La chiave per raccogliere dati migliori, egli propone, utilizza la smagnetizzazione a bassa temperatura insieme al metodo Thellier. I passaggi aggiuntivi consistono nell'immergere il campione in azoto liquido in un ambiente privo di campi magnetici, quindi lasciarlo riscaldare naturalmente a temperatura ambiente prima di eseguire i test del magnetometro. La procedura stabilizza il campione. Un'altra opzione è calcolare la distorsione introdotta dalla dimensione del grano. Sfortunatamente, perché la maggior parte dei set di dati non include la dimensione del grano per ogni campione, i dati più vecchi dovranno essere rianalizzati.

"Questo è un modo più rigoroso di fare questa particolare scienza, " dice Smirnov. "Faccio questo da molto tempo e se vogliamo buoni dati, dobbiamo usare buoni metodi".