Il nucleo terrestre, situato a oltre 5.100 chilometri di profondità, rimane un’area di grande interesse scientifico. Nonostante le perforazioni umane abbiano raggiunto un massimo di 12.263 metri, molto resta da scoprire sul cuore del nostro pianeta, specialmente sul processo di solidificazione del nucleo interno, fondamentale per la generazione del campo magnetico terrestre.
Secondo lo studio guidato da Alfred Wilson-Spencer dell’Università di Leeds, il nucleo interno era originariamente liquido, ma si è progressivamente solidificato mentre la Terra si raffreddava. Questo processo ha visto il ferro liquido cristallizzarsi a temperature superiori a 4.726°C, dando origine al nucleo interno solido. La solidificazione ha permesso l’espansione del nucleo e il rilascio di elementi come ossigeno e carbonio, incapaci di integrarsi nel ferro solido.
Questi elementi si liberano formando un liquido caldo e galleggiante alla base del nucleo esterno. Questo materiale ascendente si mescola al ferro liquido generando correnti elettriche attraverso un fenomeno noto come azione dinamo, che è cruciale per mantenere il campo magnetico terrestre. Tale campo magnetico rappresenta uno scudo fondamentale per proteggere la Terra dalle radiazioni solari e creare condizioni favorevoli alla vita.
Indagare sulla formazione del nucleo interno è particolarmente complesso, poiché si tratta di eventi verificatisi miliardi di anni fa. Tradizionalmente si credeva che la solidificazione fosse iniziata quando la temperatura del nucleo interno fosse scesa al punto di fusione dell’lega ferrosa. Tuttavia, questo processo implica un fenomeno noto come sotto-raffreddamento, in cui un liquido deve raggiungere una temperatura significativamente inferiore al suo punto di fusione prima di cristallizzarsi.
Modelli precedenti suggerivano un sotto-raffreddamento di 700-1.000 gradi Kelvin per permettere la solidificazione del ferro liquido. Tuttavia, questi valori sollevavano dubbi sulla dimensione e sull’età del nucleo interno, considerando che un raffreddamento così intenso avrebbe richiesto più tempo rispetto alle stime attuali.
Recenti simulazioni condotte tramite supercomputer hanno esplorato l’influenza degli elementi chimici presenti nel nucleo, in particolare il carbonio, sulle dinamiche di sotto-raffreddamento. Questi modelli indicano che il carbonio potrebbe ridurre la necessità di un sotto-raffreddamento estremo, rendendo il processo di solidificazione compatibile con l’età stimata del nucleo interno.
Se il raffreddamento richiesto fosse ridotto a soli 100 gradi Kelvin, il nucleo interno potrebbe essere molto più giovane di quanto precedentemente ipotizzato. Invece di un’età compresa tra 500 milioni e 1 miliardo di anni, il nucleo interno potrebbe essere significativamente più recente, con implicazioni dirette sulla comprensione della sua formazione e sul mantenimento del campo magnetico terrestre.
Questo studio apre nuove prospettive sullo sviluppo del nucleo interno e sulla sua relazione con il campo magnetico terrestre. La presenza di elementi come il carbonio potrebbe rappresentare un fattore chiave per spiegare il comportamento del ferro liquido e le dinamiche di solidificazione, offrendo un quadro più realistico e meno controverso della storia del nucleo.