Il campo magnetico della Terra si è invertito molte volte con frequenza irregolare nella storia. Lunghi periodi senza inversione si sono alternati a periodi con frequenti inversioni. Qual'è la ragione per queste inversioni e la loro irregolarità? Ricercatori del CNRS e dell'Istituto di Fisica del Globo(1) hanno fatto luce sul problema, dimostrando che, negli ultimi 300 milioni di anni, la frequenza di inversione è dipesa dalla distribuzione delle placche tettoniche sulla superficie del globo. Questo risultato non implica che le placche tettoniche scatenino l'inversione del campo magnetico, ma stabilisce che anche se il fenomeno dell'inversione avviene nel nucleo liquido terrestre, esso è comunque sensibile a ciò che avviene all'esterno e più precisamente nel mantello della Terra. Questo lavoro è stato pubblicato il 16 Ottobre 2011 su Geophysical Research Letters.
Il campo magnetico della Terra è prodotto dal flusso di ferro liquido nel suo nucleo, a 3000 kilometri sotto i nostri piedi. Cos'ha portato i ricercatori a pensare ad un legame tra la tettonica a placche e il campo magnetico? La scoperta che il flusso del liquido convettivo gioca un ruolo nelle inversioni magnetiche: gli esperimenti e il lavoro di modellazione degli ultimi cinque anni, hanno infatti mostrato che una inversione avviene quando i movimenti del metallo fuso non sono più simmetrici rispetto al piano equatoriale. Questa “rottura di simmetria” può avvenire progressivamente, partendo in un'area nel confine tra nucleo e mantello (il mantello separa il nucleo liquido della Terra dalla sua crosta), prima di diffondersi all'intero nucleo (composto di ferro fuso).
Estendendo questa ricerca, gli autori dell'articolo si sono chiesti se fosse possibile trovare traccia di rotture di simmetria iniziali alla base delle inversioni magnetiche lungo la storia del pianeta, in altre parole, i movimenti dei continenti ( o tettonica a placche ). Circa 200 milioni di anni fa, la Pangaea, nome dato al supercontinente che comprendeva quasi tutta la massa di terre del pianeta, iniziò a spezzarsi, dividendosi nei pezzi che ora formano la Terra per come la conosciamo. Valutando l'area di superficie dei continenti nell'emisfero Nord e quella dell'emisfero sud, i ricercatori hanno potuto calcolare un livello di asimmetria (rispetto all'equatore) nella distribuzione dei continenti in quel periodo.
In conclusione, il livello di asimmetria è variato allo stesso ritmo della frequenza di inversioni magnetiche (numero di inversioni per milione di anni). Le due curve si sono evolute in parallelo fino al punto che possono essere quasi sovrapposte. In altre parole, più si è allontanato il centro di gravità dei continenti dall'equatore e più è accelerata la frequenza di inversione (fino a 8 per milione di anni, per un massimo grado di asimmetria).
Cosa suggerisce questo sul meccanismo alla base delle inversioni magnetiche? Gli scienziati visualizzano due scenari. Nel primo, le placche terrestri potrebbero essere direttamente responsabili delle variazioni nella frequenza delle inversioni: dopo l'immersione nella crosta terrestre in zone di subduzione, le placche potrebbero discendere fino a raggiungere il nucleo, dove potrebbero modificare il flusso di ferro. Nel secondo scenario, i movimenti delle placche possono solo riflettere la miscelazione del materiale che avviene nel mantello e in particolare alla sua base. In entrambi i casi, i movimenti delle rocce esterne al nucleo, causerebbero una asimmetria del flusso nel nucleo liquido, determinando la frequenza di inversione.
( © CNRS )
Note:
1- Laboratoire de Physique Statistique of ENS (Ecole Normale Supérieure/CNRS/UPMC/Université Paris Diderot) and the Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot)
Riferimento: Plate Tectonics May Control Geomagnetic Reversal Frequency. F. Pétrélis, J. Besse, J.-P. Valet. Geophysical Research Letters, 16 Ottobre 2011.
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Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: http://www2.cnrs.fr/en/1923.htm?&theme1=6