La storia del nostro pianeta è stata scritta, tra l'altro, nella periodica inversione dei suoi poli magnetici. Gli scienziati del Weizmann Institute of Science propongono un nuovo mezzo per leggere questo record storico:nel ghiaccio. Le loro scoperte, che sono stati recentemente segnalati in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti , potrebbe portare a un raffinato sondaggio delle carote di ghiaccio e, nel futuro, potrebbe essere applicato alla comprensione della storia magnetica di altri corpi nel nostro sistema solare, tra cui Marte e la luna di Giove Europa.

L'idea di indagare su una possibile connessione tra il ghiaccio e la storia magnetica della Terra è nata lontano dalla fonte del ghiaccio del pianeta:sulla soleggiata isola della Corsica, dove il Prof. Oded Aharonson del Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti dell'Istituto, stava partecipando a una conferenza sul magnetismo. Più specificamente, i ricercatori stavano discutendo il campo noto come paleomagnetismo, che è principalmente studiato attraverso scaglie di minerali magnetici che sono stati intrappolati nelle rocce o nei nuclei perforati attraverso i sedimenti oceanici. Tali particelle si allineano con il campo magnetico terrestre nel momento in cui vengono intrappolate sul posto, e anche milioni di anni dopo, i ricercatori possono testare il loro allineamento magnetico nord-sud e comprendere la posizione dei poli magnetici della Terra in quel lontano momento. Quest'ultimo è ciò che ha dato ad Aharonson l'idea:se piccole quantità di materiali magnetici potessero essere rilevate nei sedimenti oceanici, forse potrebbero anche essere trovati intrappolati nel ghiaccio e misurati. Parte del ghiaccio congelato nei ghiacciai in luoghi come la Groenlandia o l'Alaska ha molti millenni ed è stratificato come gli anelli degli alberi. Le carote di ghiaccio perforate attraverso questi sono studiate per segni di cose come il riscaldamento planetario o le ere glaciali. Perché non anche le inversioni del campo magnetico?

La prima domanda che Aharonson e il suo studente Yuval Grossman, che ha guidato il progetto, si sono posti è stata se fosse possibile che il processo in cui il ghiaccio si forma nelle regioni vicine ai poli potesse contenere una registrazione rilevabile di inversioni dei poli magnetici. Queste inversioni casuali si sono verificate nel corso della storia del nostro pianeta, alimentato dal movimento caotico della dinamo di ferro liquido nelle profondità del nucleo del pianeta. Nelle formazioni rocciose fasciate e nei sedimenti stratificati, i ricercatori misurano il momento magnetico - gli orientamenti magnetici nord-sud - dei materiali magnetici in questi per rivelare il momento magnetico del campo magnetico terrestre in quel momento. Gli scienziati pensavano che tali particelle magnetiche potessero essere trovate nella polvere che rimane intrappolata, insieme al ghiaccio d'acqua, nei ghiacciai e nelle calotte glaciali.

Il team di ricerca ha costruito una configurazione sperimentale per simulare la formazione di ghiaccio come quella dei ghiacciai polari, dove le particelle di polvere nell'atmosfera possono anche fornire i nuclei attorno ai quali si formano i fiocchi di neve. I ricercatori hanno creato una nevicata artificiale macinando finemente il ghiaccio ottenuto dall'acqua purificata, aggiungendo un po' di polvere magnetica, e lasciandolo cadere attraverso una colonna molto fredda esposta a un campo magnetico, quest'ultimo con un orientamento controllato dagli scienziati. Mantenendo temperature molto fredde, intorno ai 30 gradi Celsius sotto lo zero, hanno scoperto che potevano generare "carotelle di ghiaccio" in miniatura in cui la neve e la polvere si congelavano solidamente in ghiaccio duro.

"Se la polvere non è influenzata da un campo magnetico esterno, si sistemerà in direzioni casuali che si annulleranno a vicenda, " dice Aharonson. "Ma se una parte di esso viene orientata in una particolare direzione subito prima che le particelle si congelino sul posto, il momento magnetico netto sarà rilevabile."

Per misurare il magnetismo dei "core di ghiaccio" che avevano creato in laboratorio, gli scienziati di Weizmann li portarono all'Università Ebraica di Gerusalemme, al laboratorio del Prof. Ron Shaar, dove è installato un magnetometro sensibile è in grado di misurare il più piccolo dei momenti magnetici. La squadra ha trovato un piccolo ma sicuramente un momento magnetico rilevabile che corrispondeva ai campi magnetici applicati ai loro campioni di ghiaccio.

"La storia paleomagnetica della Terra è stata studiata dalla documentazione rocciosa; leggerla nelle carote di ghiaccio potrebbe rivelare ulteriori dimensioni, o aiutare ad assegnare date precise agli altri risultati in quei nuclei, " dice Aharonson. "E sappiamo che le superfici di Marte e le grandi lune ghiacciate come Europa sono state esposte a campi magnetici. Sarebbe eccitante cercare le inversioni del campo magnetico nel ghiaccio campionato da altri corpi nel nostro sistema solare".

"Abbiamo dimostrato che è possibile, " aggiunge. Aharonson ha persino proposto un progetto di ricerca per una futura missione spaziale che prevede il campionamento di carote di ghiaccio su Marte, e spera che questa dimostrazione della fattibilità di misurare un tale nucleo avanzi l'appello di questa proposta.