Il campo magnetico terrestre risale a 3,7 miliardi di anni fa
Uno studio congiunto dell’Università di Oxford e del MIT ha portato alla luce una registrazione del campo magnetico terrestre risalente a 3,7 miliardi di anni fa, rinvenuta in Groenlandia. I risultati indicano che il campo magnetico antico era forte quanto quello attuale, essenziale per la protezione della vita dalle radiazioni cosmiche e solari.
La ricerca, pubblicata il 24 aprile sulla rivista Journal of Geophysical Research, ha recuperato un record del campo magnetico terrestre di 3,7 miliardi di anni fa, scoprendo che esso appare notevolmente simile al campo che circonda la Terra oggi. Senza il campo magnetico, la vita sulla Terra non sarebbe possibile, poiché ci protegge dalle dannose radiazioni cosmiche e dalle particelle cariche emesse dal Sole (il ‘vento solare’). Tuttavia, fino ad ora non c’era una data affidabile per stabilire quando il campo magnetico moderno si è formato per la prima volta.
Analisi di rocce antiche
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno esaminato una sequenza antica di rocce contenenti ferro provenienti da Isua, in Groenlandia. Le particelle di ferro agiscono come piccoli magneti che possono registrare sia la forza che la direzione del campo magnetico quando il processo di cristallizzazione le blocca in posizione. I ricercatori hanno scoperto che le rocce risalenti a 3,7 miliardi di anni fa catturavano una forza del campo magnetico di almeno 15 microtesla, paragonabile al campo magnetico moderno (30 microtesla).
Questi risultati forniscono la stima più antica della forza del campo magnetico terrestre derivata da campioni di roccia intera, che offrono una valutazione più accurata e affidabile rispetto a studi precedenti che utilizzavano cristalli singoli.
Spunti dallo studio
La ricercatrice principale, la professoressa Claire Nichols (Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Oxford), ha affermato: “Estrarre registrazioni affidabili da rocce così antiche è estremamente difficile, ed è stato davvero emozionante vedere i segnali magnetici primari emergere quando abbiamo analizzato questi campioni in laboratorio. Questo è un passo importante avanti nel tentativo di determinare il ruolo del campo magnetico antico quando la vita sulla Terra stava emergendo”.
Sebbene la forza del campo magnetico sembri essere rimasta relativamente costante, si sa che il vento solare era significativamente più forte nel passato. Ciò suggerisce che la protezione della superficie terrestre dal vento solare è aumentata nel tempo, il che potrebbe aver permesso alla vita di trasferirsi sui continenti e lasciare la protezione degli oceani.
Il campo magnetico terrestre è generato dalla miscelazione del ferro fuso nel nucleo esterno fluido, guidato dalle forze di galleggiamento mentre il nucleo interno si solidifica, creando un dinamo. Durante la formazione iniziale della Terra, il nucleo interno solido non si era ancora formato, lasciando aperte questioni su come il campo magnetico primordiale fosse sostenuto. Questi nuovi risultati suggeriscono che il meccanismo alla base della dinamo terrestre antica era altrettanto efficiente del processo di solidificazione che genera il campo magnetico terrestre oggi.
Comprendere come la forza del campo magnetico terrestre sia variata nel tempo è fondamentale anche per determinare quando il nucleo interno solido della Terra ha iniziato a formarsi. Questo ci aiuterà a comprendere quanto rapidamente il calore sta sfuggendo dall’interno profondo della Terra, che è fondamentale per comprendere processi come la tettonica a placche.
Implicazioni geologiche e atmosferiche
Una sfida significativa nella ricostruzione del campo magnetico terrestre così lontano nel tempo è che qualsiasi evento che riscalda la roccia può alterare i segnali conservati. Le rocce nella crosta terrestre spesso hanno storie geologiche lunghe e complesse che cancellano le informazioni precedenti sul campo magnetico. Tuttavia, la cintura supracrosta di Isua ha una geologia unica, situata sopra una spessa crosta continentale che la protegge da un’ampia attività tettonica e deformazione. Ciò ha permesso ai ricercatori di costruire un solido corpo di prove a sostegno dell’esistenza del campo magnetico 3,7 miliardi di anni fa.
I risultati possono anche fornire nuove intuizioni sul ruolo del nostro campo magnetico nella modellazione dello sviluppo dell’atmosfera terrestre come la conosciamo, in particolare riguardo alla fuga atmosferica di gas. Un fenomeno attualmente inspiegato è la perdita del gas inerte xenon dalla nostra atmosfera più di 2,5 miliardi di anni fa. Lo xenon è relativamente pesante e quindi improbabile che sia semplicemente uscito dalla nostra atmosfera. Di recente, gli scienziati hanno iniziato a indagare la possibilità che le particelle di xenon cariche siano state rimosse dall’atmosfera dal campo magnetico.
In futuro, i ricercatori sperano di ampliare la nostra conoscenza del campo magnetico terrestre prima dell’aumento dell’ossigeno nell’atmosfera terrestre circa 2,5 miliardi di anni fa, esaminando altre sequenze di rocce antiche in Canada, Australia e Sud Africa. Una migliore comprensione della forza e della variabilità antiche del campo magnetico terrestre ci aiuterà a determinare se i campi magnetici planetari sono fondamentali per ospitare la vita sulla superficie di un pianeta e il loro ruolo nell’evoluzione atmosferica.
