Visualizzazione dell'interno del nucleo terrestre, come rappresentato da un modello di simulazione al computer (vista del piano equatoriale e di una superficie sferica vicino al nucleo interno, visto dal Polo Nord). Le linee del campo magnetico (in arancione) sono allungate dalla convezione turbolenta (in blu e rosso). Le onde idromagnetiche vengono emesse dal nucleo interno, e si diffondono lungo le linee del campo magnetico fino al confine del nucleo, dove sono focalizzati e danno luogo a jerk geomagnetici. Credito:Aubert et al./IPGP/CNRS Fototeca
Il campo magnetico terrestre è imprevedibile, rapido, e intense anomalie note come jerk geomagnetici. I meccanismi alla base di questo fenomeno erano rimasti un mistero fino alla recente scoperta di un ricercatore del CNRS. Lavorando con un collega in Danimarca, hanno creato un modello al computer per questi cretini geomagnetici, e ha fornito una spiegazione per il loro aspetto. La loro ricerca è stata pubblicata in Geoscienze naturali il 22 aprile 2019.
Descritto inizialmente nel 1978, i jerk geomagnetici sono eventi imprevedibili che accelerano bruscamente l'evoluzione del campo magnetico terrestre, e distorcere le previsioni del suo comportamento su scala pluriennale. Il nostro campo magnetico influenza numerose attività umane, che vanno dalla determinazione della direzione negli smartphone al volo dei satelliti a bassa quota. È quindi essenziale prevederne con precisione l'evoluzione. Ancora, I jerk geomagnetici hanno presentato nel tempo un problema per i geofisici.
Il campo magnetico terrestre è prodotto dalla circolazione della materia all'interno del suo nucleo metallico, attraverso l'energia rilasciata quando questo nucleo si raffredda. I ricercatori sono a conoscenza di due tipi di movimenti che causano due tipi di variazioni nel campo magnetico:quelli derivanti da un lento movimento di convezione, che può essere misurato sulla scala di un secolo, e quelli derivanti da onde idromagnetiche "rapide", che può essere rilevato sulla scala di pochi anni. Sospettavano che quest'ultimo avesse un ruolo nei cretini, ma l'interazione di queste onde con la convezione lenta, insieme al loro meccanismo di propagazione e amplificazione, doveva ancora essere rivelato.
Per risolvere questo mistero, Julien Aubert dell'Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/IGN/Université de Paris) ha sviluppato, con un collega della Technical University of Denmark (DTU), una simulazione al computer molto vicina alle condizioni fisiche del nucleo terrestre. La simulazione ha richiesto l'equivalente di 4 milioni di ore di calcolo, ed è stato realizzato grazie ai supercomputer del GENCI.
I ricercatori sono stati successivamente in grado di riprodurre la successione di eventi che portano a jerk geomagnetici, che nascono nella simulazione dalle onde idromagnetiche emesse nel nucleo interno. Queste onde sono focalizzate e amplificate mentre si avvicinano alla superficie del nucleo, provocando disturbi magnetici paragonabili in tutto e per tutto ai jerk osservati.
La riproduzione digitale e la comprensione di questi scatti apre la strada a migliori previsioni del campo magnetico terrestre. Identificare la causa delle variazioni del campo magnetico potrebbe anche aiutare i geofisici a studiare le proprietà fisiche del nucleo terrestre e del mantello interno.
