Utilizzando una deliziosa combinazione di acceleratori di particelle, raggi X, laser ad alta intensità, diamanti e atomi di ferro, gli scienziati hanno scoperto che il nucleo interno della Terra è effettivamente di 6.000 gradi Celsius – circa 1.000 gradi più caldo della precedente stima scientifica. Questo significa che il nucleo della Terra è in realtà più caldo della superficie del Sole. Questo nuovo dato potrebbe generare ripercussioni nei campi della geofisica, della sismologia, della geodinamica e di altre discipline scientifiche orientate alla Terra.
Dall’esterno all’interno, la Terra è composta dalla crosta (su cui siamo tutti in piedi), il mantello superiore (solido), il mantello (per lo più solido), il nucleo esterno (ferro-nichel fuso) e il nucleo interno (ferro-nichel solido). Il nucleo esterno è fuso a causa delle temperature molto alte, ma l’aumento della pressione al centro della Terra fa sì che il nucleo interno rimanga solido. La distanza dal centro della Terra è di 6.371 chilometri (3.958 mi), la crosta è spessa 35 chilometri (21 mi), il mantello è spesso 2855 km (1774 mi) – e senti questa: il più profondo che abbiamo mai trivellato è il Kola Superdeep Borehole, che è profondo solo 12 km. In verità, non abbiamo quasi nessuna conoscenza diretta di nulla sotto la crosta – tutti i nostri dati sono dedotti dalle onde sismiche dei terremoti che rimbalzano sui vari strati, e da vari pezzi dell’interno della Terra che risalgono in superficie, come il magma vulcanico.
Anche se ci piacerebbe scavare fino al nucleo e prendere delle misure precise, semplicemente non è possibile con la nostra attuale tecnologia di perforazione – e probabilmente non lo sarà mai. Il Kola Superdeep Borehole si è dovuto fermare a 12 chilometri perché la temperatura aveva già raggiunto i 180 Celsius (356F), e ci si aspettava che raggiungesse i 300C alla profondità target di 15 km – a quel punto, la punta avrebbe smesso di funzionare. Non ci sono tecnologie di perforazione che possano sopravvivere nel mantello, che va da 500C a 4000C (inoltre, non c’è petrolio oltre la crosta, quindi non c’è bisogno di sviluppare tale tecnologia…)
Per determinare la temperatura del nucleo interno, quindi, i ricercatori francesi hanno fatto del loro meglio per ricreare l’altissima temperatura e la pressione del nucleo… nel loro laboratorio molto ben attrezzato. La parte più difficile è ricreare l’intensa pressione del nucleo interno, che è stimata a 330 gigapascal (GPa) – più di tre milioni di volte la normale pressione atmosferica. Per fare questo, usano una cella a incudine di diamante – essenzialmente una morsa con la punta di diamante (foto sotto) – per schiacciare un piccolo campione di ferro a 200 gigapascal. Il ferro viene poi riscaldato con un laser, e quindi sottoposto ad analisi di diffrazione dei raggi X per vedere come il ferro passa da solido a liquido in queste condizioni estreme. Infine, gli scienziati estrapolano i loro dati da 200 GPa a 330 GPa, dando una stima finale di 6230 ± 500 Kelvin (5957 ± 500C, 10755 ± 932F) al confine del nucleo interno. La temperatura al nucleo effettivo del nucleo interno – il centro della Terra – è probabilmente ancora più calda.
Perché è importante una revisione della temperatura del nucleo della Terra? Beh, la risposta semplice è che il campo magnetico terrestre è generato dal nucleo, e molto di ciò che accade qui sulla superficie della Terra è influenzato dal campo magnetico – per esempio, impedisce alla nostra atmosfera di essere spazzata via dal vento solare. Scoprire che il nucleo interno della Terra è in realtà 1000 gradi più caldo del previsto non avrà alcuna ripercussione immediata, ma è così che va la scienza. La temperatura aggiornata sarà inserita nei modelli informatici di sismologi e geofisici, e chissà: forse alla fine porterà a qualche tipo di svolta nella scienza planetaria. In generale, meglio comprendiamo il mondo che ci circonda, migliore sarà la nostra vita.
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Ricerca: DOI: 10.1126/science.1233514 – “Melting of Iron at Earth’s Inner Core Boundary Based on Fast X-ray Diffraction”