Questa rappresentazione artistica del nucleo terrestre mostra il nucleo interno in rosso, il nucleo esterno in blu e la regione a forma di ciambella in rosso. La regione a forma di ciambella contiene più elementi leggeri attorno all’equatore. Immagine di Xiaolong Ma e Hrvoje Tkalcic/ The Conversation.

Il nucleo terrestre è composto da due parti, un nucleo solido interno e un nucleo esterno liquido.
Gli scienziati hanno appena scoperto una vasta regione a forma di ciambella all’interno del nucleo esterno. Hanno utilizzato un nuovo metodo per misurare le onde sismiche per trovarla.
Il campo magnetico della Terra è alimentato dal nucleo esterno liquido. Questa scoperta fornisce nuovi indizi sulle dinamiche del campo magnetico.

Nuova scoperta dall’interno della Terra
Pensiamo all’interno della Terra come a qualcosa di piuttosto semplice, con il mantello che circonda un nucleo interno. In realtà è un po’ più complesso di così. Esiste un nucleo interno, che è solido, e un nucleo esterno, che è liquido. Ora, gli scienziati hanno scoperto una regione a forma di ciambella sopra il nucleo esterno. Il 3 settembre 2024, i ricercatori dell’Australian National University hanno dichiarato di aver trovato questa caratteristica a forma di ciambella analizzando onde sismiche che attraversano il nucleo. La ciambella si trova sopra il nucleo liquido esterno, dove il nucleo incontra il mantello.
Le onde sismiche si muovono il 2% più lentamente attraverso questa regione a forma di ciambella. Il geofisico Hrvoje Tkalcic e Xiaolong Ma hanno guidato il nuovo studio sul nucleo terrestre. Tkalcic ha scritto in The Conversation:
Crediamo che questa regione contenga più elementi leggeri come silicio e ossigeno, e potrebbe svolgere un ruolo cruciale nelle vaste correnti di metallo liquido che scorrono attraverso il nucleo e generano il campo magnetico terrestre.
Gli scienziati hanno pubblicato le loro scoperte sottoposte a revisione paritaria in Science Advances il 30 agosto 2024.
Una gigantesca ciambella nel nucleo terrestre
I ricercatori hanno scoperto la regione a forma di ciambella studiando come si muovono le onde sismiche attraverso il nucleo terrestre. Hanno trovato che le onde si muovevano più lentamente attraverso la ciambella rispetto al resto del nucleo esterno. Ciò ha reso possibile mappare la forma, la dimensione e la posizione della ciambella.
La ciambella si trova sopra il nucleo liquido esterno. Qui il nucleo liquido entra in contatto con il mantello circostante. Tkalcic ha anche detto:
Questa regione è parallela al piano equatoriale, è confinata alle basse latitudini ed ha una forma a ciambella. Non conosciamo esattamente lo spessore della ciambella, ma abbiamo dedotto che raggiunge qualche centinaio di chilometri al di sotto del confine nucleo-mantello.
La caratteristica a forma di ciambella era rimasta non rilevata fino ad ora, hanno affermato i ricercatori.
Rappresentazione artistica della struttura terrestre, separata in crosta, mantello, nucleo esterno e nucleo interno. Gli scienziati hanno ora scoperto una vasta regione a forma di ciambella nel nucleo terrestre. La ciambella si trova in profondità nel nucleo liquido esterno a basse latitudini, parallela all’equatore. Immagine di Shad.off/ Depositphotos (royalty-free).
Un nuovo modo per misurare le onde sismiche
I ricercatori hanno misurato le onde sismiche – come quelle generate dai terremoti – per fare questa scoperta. Tuttavia, per questo studio, hanno adottato un approccio un po’ diverso. Di solito, gli scienziati studiano i segnali sismici all’interno della prima ora dopo un terremoto. Ma questa volta, hanno aspettato diverse ore. Questo ha rivelato la bassa velocità delle onde attraverso parte del nucleo esterno. Tkalcic ha spiegato:
Comprendendo la geometria dei percorsi delle onde e come attraversano il volume del nucleo esterno, abbiamo ricostruito i loro tempi di viaggio attraverso la Terra, dimostrando che la regione recentemente scoperta ha velocità sismiche basse.
La struttura peculiare era rimasta nascosta fino ad ora poiché gli studi precedenti avevano raccolto dati con minore copertura volumetrica del nucleo esterno osservando onde che erano tipicamente confinate entro un’ora dopo i tempi di origine di grandi terremoti.
Siamo stati in grado di ottenere una copertura volumetrica molto migliore perché abbiamo studiato le onde riverberanti per molte ore dopo grandi terremoti.
L’interno della Terra è costituito dal mantello superiore, dal nucleo esterno e dal nucleo interno. Immagine di NASA (Adattato da Goddard Media Studios).
Misteri del nucleo terrestre e del campo magnetico
La scoperta della ciambella aiuterà gli scienziati a risolvere misteri sia sul nucleo terrestre sia sul campo magnetico. Ma ha detto:
Ci sono ancora misteri riguardo al nucleo esterno della Terra che devono essere risolti, il che richiede sforzi multidisciplinari da parte della sismologia, della fisica minerale, della geomagnetismo e della geodinamica.
Come ha anche notato Tkalcic:
Le nostre scoperte sono interessanti perché questa bassa velocità all’interno del nucleo liquido implica che abbiamo un’alta concentrazione di elementi chimici leggeri in queste regioni che causerebbero il rallentamento delle onde sismiche. Questi elementi leggeri, insieme a differenze di temperatura, aiutano a mescolare il liquido nel nucleo esterno.
Inoltre, la composizione del nucleo esterno è direttamente legata al comportamento del campo magnetico. Comprendere meglio questo aiuterà gli scienziati a sapere quando potrebbe indebolirsi. E ciò, ovviamente, è fondamentale, poiché il campo magnetico aiuta a proteggere tutta la vita sulla Terra dalle radiazioni dannose provenienti dal sole. Tkalcic ha detto:
Il campo magnetico è un ingrediente fondamentale che ci serve affinché la vita possa essere sostenuta sulla superficie del nostro pianeta.
Le dinamiche del campo magnetico terrestre sono un’area di grande interesse nella comunità scientifica, quindi i nostri risultati potrebbero promuovere ulteriori ricerche sul campo magnetico sia sulla Terra che su altri pianeti.
Conclusione: Gli scienziati in Australia hanno scoperto una vasta regione a forma di ciambella nel nucleo terrestre. La scoperta fornisce nuovi indizi sulle dinamiche del campo magnetico della Terra.
Fonte: Torus equatoriale a bassa velocità sismica nel nucleo esterno della Terra: Evidenze dal campo d’onda di correlazione tardiva
Via Australian National University
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