Il campo magnetico terrestre, generato circa 3, 000 km sotto i nostri piedi nel nucleo di ferro liquido, fili attraverso l'intero pianeta e lontano nello spazio, proteggendo la vita e i satelliti dalle radiazioni nocive del sole. Ma questo effetto schermante è tutt'altro che costante, poiché l'intensità del campo varia significativamente sia nello spazio che nel tempo.

Nel corso dell'ultimo secolo, l'intensità del campo è cambiata in modo relativamente lento:il cambiamento più grande è un calo del 10% nell'Atlantico meridionale, che è ancora un effetto abbastanza grande da causare problemi elettronici ai satelliti che sono passati attraverso la regione. Però, nuove osservazioni e modelli suggeriscono che un cambiamento molto più grande si è verificato stranamente intorno al 1000 aC in una regione molto più piccola.

Questo "picco geomagnetico" offre una nuova visione potenzialmente profonda della dinamica e dell'evoluzione dell'interno nascosto della Terra che ora sta iniziando a essere scoperto.

Quindi cosa sono i picchi geomagnetici e quali sono le prospettive e le implicazioni di un altro in arrivo? Il picco geomagnetico del 1000 aC è stato identificato per la prima volta da cumuli di scorie di rame situati in Giordania e Israele. Questi sono stati datati da materiale organico all'interno dei cumuli di scorie utilizzando la datazione al radiocarbonio.

Gli scienziati hanno quindi studiato il rame utilizzando sofisticate tecniche di laboratorio per capire quale fosse il campo magnetico terrestre in quel momento, basandosi sul fatto che quando il ferro fuso si raffredda rapidamente, si blocca con una firma del campo in quell'istante. Prelevando campioni da diversi strati del cumulo di scorie, con età e magnetizzazione leggermente diverse, hanno anche potuto vedere come l'intensità del campo cambiasse nel tempo. Hanno scoperto che le scorie di rame avevano registrato l'aumento e la diminuzione dell'intensità del campo magnetico terrestre di oltre il 100% in soli 30 anni.

In Turchia sono state scoperte anche intensità di campo inaspettatamente elevate intorno al 1000 a.C., Cina e Georgia da una varietà di fonti. Sorprendentemente, l'intensità del campo in India, Egitto e Cipro nello stesso periodo erano del tutto normali, indicando che il picco era forse solo 2, 000 km di larghezza. Un cambiamento così rapido su un'area così piccola indica il picco geomagnetico come una delle variazioni più estreme del campo magnetico terrestre mai registrate.

Il picco visto in Giordania è il risultato di una caratteristica magnetica molto più forte e più stretta che è stata creata nel nucleo liquido della Terra. Il processo che ha generato il picco è ancora avvolto nel mistero, sebbene sia probabilmente correlato al flusso di ferro all'interno del nucleo, che trascina attorno al campo magnetico mentre si muove (le correnti producono campi magnetici). Il nucleo viene riscaldato dal basso e raffreddato dall'alto, così si pensa che il ferro all'interno subisca un vigoroso movimento turbolento, simile a una pentola d'acqua fortemente riscaldata. Una possibilità è che la punta sia stata attirata sulla superficie del nucleo terrestre da un getto di ferro in movimento verso l'alto.

Dopodichè, la punta potrebbe essersi spostata a nord-ovest prima di fondersi con altre caratteristiche magnetiche vicino ai poli geografici. In alternativa, l'intensità del picco potrebbe essere diminuita mentre rimaneva sotto la Giordania.

Tutte queste opzioni suggeriscono che il comportamento del ferro liquido nella parte superiore del nucleo terrestre intorno al 1000 aC era molto diverso da quello visto oggi. La maggior parte della nostra conoscenza del nucleo deriva da circa gli ultimi 200 anni, corrispondente al momento in cui erano disponibili misurazioni dirette del campo magnetico. Prima della scoperta del picco non c'era motivo di sospettare che le velocità del flusso del nucleo sarebbero state molto diverse nel 1000 a.C. rispetto ad oggi - anzi, i modelli disponibili suggeriscono che c'era poca differenza.

Però, spiegare i rapidi cambiamenti associati al picco richiede flussi da cinque a dieci volte quelli attuali, un grande cambiamento in un breve lasso di tempo. Inoltre, un picco così stretto richiede un flusso localizzato in modo simile, che contrasta con le circolazioni su scala globale che vediamo oggi. La prospettiva che il nucleo di ferro potesse fluire più velocemente e cambiare più improvvisamente di quanto si pensasse in precedenza, insieme alla possibilità che in passato si siano verificati eventi simili a picchi ancora più estremi, sta sfidando alcune visioni convenzionali sulla dinamica del nucleo terrestre.

Impatto futuro?

Generalmente non si ritiene che i cambiamenti nel campo magnetico terrestre abbiano conseguenze dirette per la vita, ma ci sono implicazioni sociali potenzialmente significative che derivano dalla nostra dipendenza dall'infrastruttura elettronica. Una varietà di effetti può derivare dalle interazioni tra il campo magnetico terrestre e le particelle cariche che raggiungono la Terra dal sole.

Di particolare importanza sono le tempeste geomagnetiche (causate dal vento solare), che sono noti per causare interruzioni di corrente e interruzioni ai sistemi satellitari e di comunicazione. Si stima che le implicazioni economiche di forti tempeste ammontino a miliardi di sterline e la loro importanza si riflette ora nel registro nazionale dei rischi.

Le tempeste geomagnetiche tendono ad essere prevalenti nelle regioni in cui il campo magnetico terrestre è insolitamente debole. I picchi sono regioni di un campo magnetico insolitamente forte, ma una legge fondamentale della natura significa che devono essere accompagnati da regioni di campo più debole in altre parti del globo. La domanda chiave è se il campo diventa un po' più debole su una vasta regione o diventa molto debole solo in una piccola regione. Quest'ultimo scenario "anti-spike" potrebbe essere simile o più estremo dell'attuale punto debole dell'Atlantico meridionale.

È difficile dire se ci saranno più picchi. Fino a poco tempo fa, il picco giordano è stato l'unico evento del genere mai osservato. Però, ora ci sono nuove prove allettanti per un'altra caratteristica simile a un picco in Texas, anche intorno al 1000 a.C. La nostra comprensione di come dovrebbero essere i picchi, come cambiano nel tempo, e anche il modo in cui si relazionano al movimento del ferro liquido nel nucleo terrestre stanno migliorando rapidamente.

Insieme a simulazioni numeriche che modellano la dinamica del nucleo terrestre, potrebbe presto essere possibile fare le prime previsioni sulla frequenza con cui si verificano i picchi e sui luoghi più probabili in cui potrebbero essersi verificati in passato (e potrebbero verificarsi in futuro). Potrebbe risultare che sono più comuni di quanto pensiamo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.