Creando condizioni simili al centro della Terra all'interno di una camera di laboratorio, i ricercatori hanno migliorato la stima dell'età del nucleo solido interno del nostro pianeta, mettendolo a 1 miliardo a 1,3 miliardi di anni.

I risultati collocano il nucleo all'estremità più giovane di uno spettro di età che di solito va da circa 1,3 miliardi a 4,5 miliardi di anni, ma lo rendono anche un po' più antico di una recente stima di soli 565 milioni di anni.

Cosa c'è di più, gli esperimenti e le teorie di accompagnamento aiutano a definire l'entità di come il nucleo conduce il calore, e le fonti di energia che alimentano la geodinamo del pianeta, il meccanismo che sostiene il campo magnetico terrestre, che mantiene le bussole puntate verso nord e aiuta a proteggere la vita dai dannosi raggi cosmici.

"Le persone sono davvero curiose ed entusiaste di conoscere l'origine della geodinamo, l'intensità del campo magnetico, perché tutti contribuiscono all'abitabilità di un pianeta, " disse Jung-Fu Lin, un professore dell'Università del Texas alla Jackson School of Geosciences di Austin che ha guidato la ricerca.

I risultati sono stati pubblicati il ​​13 agosto sulla rivista Lettere di revisione fisica .

Il nucleo della Terra è fatto principalmente di ferro, con il nucleo interno solido e il nucleo esterno liquido. L'efficacia del ferro nel trasferire calore per conduzione, nota come conduttività termica, è la chiave per determinare una serie di altri attributi del nucleo, compreso quando si è formato il nucleo interno.

Negli anni, le stime per l'età del nucleo e la conduttività sono passate da molto vecchie e relativamente basse, a molto giovane e relativamente alto. Ma queste stime più giovani hanno anche creato un paradosso, dove il nucleo avrebbe dovuto raggiungere temperature irrealisticamente elevate per mantenere la geodinamo per miliardi di anni prima della formazione del nucleo interno.

La nuova ricerca risolve questo paradosso trovando una soluzione che mantenga la temperatura del nucleo entro parametri realistici. Trovare quella soluzione dipendeva dalla misurazione diretta della conduttività del ferro in condizioni simili al nucleo, dove la pressione è maggiore di 1 milione di atmosfere e le temperature possono competere con quelle che si trovano sulla superficie del sole.

I ricercatori hanno raggiunto queste condizioni schiacciando campioni di ferro riscaldati al laser tra due incudini di diamante. Non è stata un'impresa facile. Ci sono voluti due anni per ottenere risultati adeguati.

"Abbiamo riscontrato molti problemi e fallito più volte, che ci ha reso frustrati, e abbiamo quasi rinunciato, " ha detto il coautore dell'articolo Youjun Zhang, professore associato presso l'Università di Sichuan in Cina. "Con i commenti costruttivi e l'incoraggiamento del professor Jung-Fu Lin, alla fine ci siamo riusciti dopo diversi test."

La conduttività appena misurata è dal 30% al 50% inferiore alla conduttività della stima del nucleo giovane, e suggerisce che la geodinamo fosse mantenuta da due diverse fonti e meccanismi energetici:la convezione termica e la convezione compositiva. In un primo momento la geodinamo è stata mantenuta dalla sola convezione termica. Ora, ogni meccanismo gioca un ruolo altrettanto importante.

Lin ha affermato che con queste informazioni migliorate sulla conduttività e sul trasferimento di calore nel tempo, i ricercatori potrebbero fare una stima più precisa dell'età del nucleo interno.

"Una volta che sai effettivamente quanto di quel flusso di calore dal nucleo esterno al mantello inferiore, puoi effettivamente pensare a quando la Terra si è sufficientemente raffreddata al punto che il nucleo interno inizia a cristallizzare, " Egli ha detto.

Questa età rivista del nucleo interno potrebbe essere correlata a un picco nella forza del campo magnetico terrestre registrato dalla disposizione dei materiali magnetici nelle rocce che si sono formate in questo periodo. Insieme, l'evidenza suggerisce che la formazione del nucleo interno fosse una parte essenziale della creazione dei robusti campi magnetici di oggi.