Un nuovo studio dell'Università di Leeds e dell'Università della California a San Diego mostra che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre possono verificarsi 10 volte più velocemente di quanto si pensasse.
Il loro studio fornisce nuove informazioni sul flusso vorticoso del ferro a 2.800 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 creato e mantenuto dal flusso convettivo di metallo fuso che forma il nucleo esterno della Terra. Il movimento del ferro liquido crea correnti elettriche che alimentano il campo, che non solo aiuta a orientare i sistemi di navigazione, ma aiuta anche a proteggerci dalle dannose radiazioni extraterrestri e mantiene la nostra atmosfera al suo posto.
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 che venissero inventati i dispositivi di registrazione artificiale. Per catturare l'evoluzione del campo all'indietro nel tempo geologico, gli scienziati analizzano i campi magnetici registrati da precipitazioni, flussi di lava e artefatti artificiali. Tracciare con precisione il segnale dal campo principale della Terra è estremamente impegnativo, e quindi il tasso di variazione del campo valutato da questi tipi di analisi è ancora dibattuto.
Ora il dottor Chris Davis, professore associato a Leeds e la professoressa Catherine Constable del H. Scripps, University of California, San Diego, ha adottato un approccio diverso. Hanno combinato simulazioni al computer del processo di generazione del campo con una ricostruzione pubblicata di recente dei cambiamenti del campo magnetico terrestre negli ultimi 100.000 anni.
La loro ricerca, pubblicata su Nature Communications, mostra che i cambiamenti nella direzione del campo magnetico terrestre hanno raggiunto velocità che sono 10 volte la più rapida fluttuazione di corrente fino a un grado all'anno.
Dimostrano che questi rapidi cambiamenti sono associati all'indebolimento localizzato del campo magnetico. Ciò significa che questi cambiamenti di solito si sono verificati nei momenti in cui il campo ha cambiato polarità, o durante le deviazioni geomagnetiche, quando l'asse del dipolo, corrispondente alle linee di forza che sorgono in un polo magnetico e convergono nell'altro, si sposta lontano dai luoghi a nord e sud. poli geografici.
L'esempio più eclatante di questo nel loro studio è il brusco cambiamento nella direzione del campo geomagnetico di circa 2,5 gradi all'anno 39.000 anni fa. Questo spostamento è stato associato a intensità di campo localmente deboli in una regione spaziale ristretta al largo della costa occidentale dell'America centrale e ha seguito l'escursione globale di Lashamp - un breve cambiamento nel campo magnetico terrestre circa 41.000 anni fa.
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Tali eventi vengono rivelati in simulazioni al computer del campo, che possono rivelare molti più dettagli della loro origine fisica rispetto a una limitata ricostruzione paleomagnetica.
La loro analisi dettagliata mostra che i cambi di direzione più rapidi sono associati al movimento dei punti di riflusso lungo la superficie del nucleo liquido. Questi punti sono più comuni a latitudini inferiori, suggerendo che le ricerche future per rapidi cambiamenti di direzione dovrebbero concentrarsi su queste aree.
Il dottor Davis della Earth and Environment School ha dichiarato: “Fino a 400 anni fa, abbiamo una conoscenza molto incompleta del nostro campo magnetico. Poiché questi rapidi cambiamenti rappresentano alcune delle proprietà più estreme del nucleo liquido, possono fornire importanti informazioni sul comportamento dell'interno della Terra.
Il Prof Constable ha dichiarato: “Capire se le simulazioni al computer di un campo magnetico riflettono accuratamente il comportamento fisico del campo geomagnetico come indicato dai dati geologici può essere molto difficile.
“Ma in questo caso, siamo riusciti a raggiungere una comprensione reciproca sia sulla velocità di cambiamento che sulla posizione generale degli eventi più estremi in una serie di simulazioni al computer. Un ulteriore studio dell'evoluzione della dinamica in queste simulazioni offre una strategia utile per documentare come avvengono tali cambiamenti rapidi e se vengono rilevati anche durante periodi di polarità magnetica stabile, come quello che sperimentiamo oggi.
