A circa 5100 chilometri sotto i nostri piedi, c'è una massa di ferro a forma di palla che è responsabile del campo magnetico terrestre. Negli anni '50 del secolo scorso, i ricercatori hanno suggerito che il nucleo interno fosse solido, in contrasto con la regione di metallo liquido (nucleo esterno) che lo circonda. Ma nessuno ha mai potuto verificarlo veramente. La profondità, la pressione e la temperatura rendono la Terra interna inaccessibile, anche ai robot. Così Butler, ricercatore presso l'Istituto di Geofisica e Planetologia delle Hawaii di SOEST, e il co-autore Seiji Tsuboi, ricercatore presso l'Agenzia Giapponese per la Scienza e la Tecnologia della Terra e del Mare, si sono affidati all'unico mezzo disponibile per sondare le viscere di un pianeta: le onde sismiche.
"La sismologia offre l'unico modo diretto per indagare il nucleo interno e sui suoi processi", ha affermato Butler.
Quando le onde sismiche si muovono attraverso i vari strati della Terra, la loro velocità cambia e possono riflettere o rifrangere a seconda dei minerali, della temperatura e della densità dello strato che incontrano.
Un nucleo duro ma anche morbido, liquido e pastoso
Per dedurre le caratteristiche del nucleo interno, Butler e Tsuboi hanno utilizzato i dati dei sismometri di fronte al punto di origine dei terremoti. Poi, utilizzando il supercomputer giapponese Earth Simulator, hanno valutato cinque accoppiamenti per coprire ampiamente la regione centrale interna: Tonga-Algeria, Indonesia-Brasile e tre tra Cile-Cina.
"In netto contrasto con le leghe di ferro omogenee e morbide considerate in tutti i modelli terrestri del nucleo interno dagli anni '70, i nostri modelli suggeriscono che ci sono regioni adiacenti di leghe di ferro duro, morbido e liquido o pastoso nei primi 240 chilometri del nucleo interno", ha detto Butler. "Questo pone nuovi vincoli alla composizione, alla storia termica e all'evoluzione della Terra".
Lo studio del nucleo interno e la scoperta della sua struttura eterogenea forniscono nuove importanti informazioni sulle dinamiche al confine tra il nucleo interno ed esterno, che influiscono sulla generazione del campo magnetico terrestre.
"La conoscenza di questa condizione limite dalla sismologia può consentire modelli migliori e predittivi del campo geomagnetico che scherma e protegge la vita sul nostro pianeta", ha affermato Butler.
Luoghi dei terremoti (spilli rossi) e corrispondenti stazioni sismiche (spilli gialli).
Crediti: Butler e Tsuboi (2021).
Follow-up
Ora, i ricercatori hanno in programma di modellare la struttura del nucleo interno in modo più dettagliato utilizzando l'Earth Simulator e confrontando questa struttura con le varie peculiarità del campo geomagnetico terrestre.
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