Un nuovo studio dell'Università di Leeds e dell'Università della California a San Diego rivela che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre possono avvenire 10 volte più velocemente di quanto si pensasse in precedenza.

Il loro studio fornisce nuove informazioni sul flusso vorticoso del ferro a 2800 chilometri sotto la superficie del pianeta e su come ha influenzato il movimento del campo magnetico negli ultimi centomila anni.

Il nostro campo magnetico è generato e mantenuto da un flusso convettivo di metallo fuso che forma il nucleo esterno della Terra. Il moto del ferro liquido crea le correnti elettriche che alimentano il campo, che non solo aiuta a guidare i sistemi di navigazione, ma aiuta anche a proteggerci dalle radiazioni extraterrestri dannose e a mantenere la nostra atmosfera in posizione.

Il campo magnetico è in continua evoluzione. I satelliti ora forniscono nuovi mezzi per misurare e tracciare i suoi spostamenti attuali, ma il campo esisteva molto prima dell'invenzione dei dispositivi di registrazione creati dall'uomo. Per catturare l'evoluzione del campo indietro attraverso il tempo geologico, gli scienziati analizzano i campi magnetici registrati dai sedimenti, colate laviche e manufatti artificiali. Tracciare accuratamente il segnale dal campo centrale della Terra è estremamente impegnativo e quindi i tassi di variazione del campo stimati da questi tipi di analisi sono ancora dibattuti.

Ora, Dottor Chris Davis, professore associato a Leeds e la professoressa Catherine Constable della Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego, in California hanno adottato un approccio diverso. Hanno combinato simulazioni al computer del processo di generazione del campo con una ricostruzione pubblicata di recente delle variazioni temporali del campo magnetico terrestre negli ultimi 100, 000 anni

Il loro studio, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , mostra che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre hanno raggiunto velocità fino a 10 volte superiori alle variazioni più rapide attualmente riportate fino a un grado all'anno.

Dimostrano che questi rapidi cambiamenti sono associati all'indebolimento locale del campo magnetico. Ciò significa che questi cambiamenti si sono generalmente verificati nei periodi in cui il campo ha invertito la polarità o durante le escursioni geomagnetiche quando l'asse del dipolo, corrispondente alle linee di campo che emergono da un polo magnetico e convergono all'altro, si sposta lontano dalle posizioni del Nord e del Sud poli geografici.

L'esempio più chiaro di ciò nel loro studio è un brusco cambiamento nella direzione del campo geomagnetico di circa 2,5 gradi all'anno 39, 000 anni fa. Questo spostamento è stato associato a un'intensità di campo localmente debole, in una regione spaziale ristretta appena al largo della costa occidentale dell'America centrale, e seguì l'escursione globale di Laschamp, una breve inversione del campo magnetico terrestre all'incirca nel 41, 000 anni fa.

Eventi simili sono identificati in simulazioni al computer del campo che possono rivelare molti più dettagli della loro origine fisica rispetto alla limitata ricostruzione paleomagnetica.

La loro analisi dettagliata indica che i cambiamenti direzionali più rapidi sono associati al movimento di patch di flusso invertito attraverso la superficie del nucleo liquido. Queste macchie sono più diffuse alle latitudini più basse, suggerendo che le future ricerche di rapidi cambiamenti di direzione dovrebbero concentrarsi su queste aree.

Dottor Davis, dalla Scuola di Terra e Ambiente, ha dichiarato:"Abbiamo una conoscenza molto incompleta del nostro campo magnetico prima di 400 anni fa. Poiché questi rapidi cambiamenti rappresentano alcuni dei comportamenti più estremi del nucleo liquido, potrebbero fornire importanti informazioni sul comportamento delle profondità interne della Terra".

Il professor Constable ha dichiarato:"Capire se le simulazioni al computer del campo magnetico riflettono accuratamente il comportamento fisico del campo geomagnetico come dedotto dai record geologici può essere molto impegnativo.

"Ma in questo caso siamo stati in grado di mostrare un eccellente accordo sia nei tassi di cambiamento che nella posizione generale degli eventi più estremi attraverso una serie di simulazioni al computer. Un ulteriore studio delle dinamiche in evoluzione in queste simulazioni offre una strategia utile per documentare come tali rapidi cambiamenti si verificano e se si trovano anche durante periodi di polarità magnetica stabile come quello che stiamo vivendo oggi".