Le linee del campo magnetico terrestre.
Recuperare antiche registrazioni del campo magnetico terrestre è una sfida perché la magnetizzazione delle rocce è spesso resettata dal riscaldamento durante la sepoltura tettonica nel corso della loro lunga e complessa storia geologica. I geologi del MIT e di altri Paesi mostrano che le rocce della cintura sovracrustale di Isua, nella Groenlandia occidentale, hanno subito tre eventi termici nel corso della loro storia geologica. Il primo evento è stato il più significativo e ha riscaldato le rocce fino a 550 gradi Celsius circa 3,7 miliardi di anni fa. I due eventi successivi non hanno riscaldato le rocce nella parte più settentrionale dell’area oltre i 380 gradi Celsius. Gli autori utilizzano diverse linee di prova per verificare questa affermazione, tra cui i test del campo paleomagnetico, gli assemblaggi di minerali metamorfici in tutta l’area e le temperature a cui si azzerano le età radiometriche delle popolazioni di minerali osservate. Utilizzano queste linee di evidenza per sostenere che un’antica registrazione del campo magnetico terrestre, risalente a 3,7 miliardi di anni fa, potrebbe essere conservata nelle formazioni di ferro a bande nella parte più settentrionale dell’area del campo.
Nel nuovo studio, la professoressa Claire Nichols dell’Università di Oxford e i suoi colleghi hanno esaminato un’antica sequenza di rocce contenenti ferro provenienti da Isua, in Groenlandia.
Le particelle di ferro agiscono effettivamente come piccoli magneti che possono registrare sia l’intensità che la direzione del campo magnetico quando il processo di cristallizzazione le blocca in posizione.
I ricercatori hanno scoperto che le rocce risalenti a 3,7 miliardi di anni fa catturavano un’intensità di campo magnetico di almeno 15 microtesla, paragonabile al campo magnetico moderno (30 microtesla).
Questi risultati forniscono la più antica stima della forza del campo magnetico terrestre derivata da campioni di rocce intere, che forniscono una valutazione più accurata e affidabile rispetto agli studi precedenti che utilizzavano singoli cristalli.
“Estrarre dati affidabili da rocce così antiche è estremamente impegnativo, ed è stato davvero emozionante vedere i segnali magnetici primari iniziare a emergere quando abbiamo analizzato questi campioni in laboratorio”, ha detto il professor Nichols.
“Questo è un passo avanti davvero importante per cercare di determinare il ruolo dell’antico campo magnetico quando la vita sulla Terra stava nascendo”.
Mentre la forza del campo magnetico sembra essere rimasta relativamente costante, il vento solare è noto per essere stato significativamente più forte in passato.
Ciò suggerisce che la protezione della superficie terrestre dal vento solare sia aumentata nel tempo, il che potrebbe aver permesso alla vita di spostarsi sui continenti e lasciare la protezione degli oceani.
Il campo magnetico terrestre è generato dal mescolamento del ferro fuso nel nucleo esterno fluido, guidato da forze di galleggiamento mentre il nucleo interno si solidifica, che creano una dinamo.
Durante la prima formazione della Terra, il nucleo interno solido non si era ancora formato, lasciando aperte le domande su come il campo magnetico iniziale fosse sostenuto.
Questi nuovi risultati suggeriscono che il meccanismo che guidava la dinamo iniziale della Terra era altrettanto efficiente del processo di solidificazione che genera il campo magnetico terrestre di oggi.
Capire come l’intensità del campo magnetico terrestre sia variata nel tempo è fondamentale anche per determinare quando si è formato il nucleo solido interno della Terra.
Questo ci aiuterà a capire quanto rapidamente il calore fuoriesce dall’interno profondo della Terra, il che è fondamentale per comprendere processi come la tettonica a placche.
Una sfida significativa nella ricostruzione del campo magnetico terrestre così lontano nel tempo è che qualsiasi evento che riscaldi la roccia può alterare i segnali conservati.
Le rocce della crosta terrestre hanno spesso storie geologiche lunghe e complesse che cancellano le precedenti informazioni sul campo magnetico.
Tuttavia, la cintura sovracrustale di Isua ha una geologia unica, poiché si trova sopra una spessa crosta continentale che la protegge da un’estesa attività tettonica e dalla deformazione.
Questo ha permesso agli scienziati di costruire un chiaro corpo di prove a sostegno dell’esistenza del campo magnetico 3,7 miliardi di anni fa.
I risultati possono anche fornire nuovi spunti sul ruolo del nostro campo magnetico nel plasmare lo sviluppo dell’atmosfera terrestre così come la conosciamo, in particolare per quanto riguarda la fuoriuscita dei gas dall’atmosfera.
“In futuro, speriamo di ampliare le nostre conoscenze sul campo magnetico terrestre prima della comparsa dell’ossigeno nell’atmosfera terrestre, circa 2,5 miliardi di anni fa, esaminando altre antiche sequenze di rocce in Canada, Australia e Sudafrica”, hanno dichiarato gli autori.
“Una migliore comprensione dell’antica forza e variabilità del campo magnetico terrestre ci aiuterà a determinare se i campi magnetici planetari sono fondamentali per ospitare la vita su una superficie planetaria e il loro ruolo nell’evoluzione atmosferica”.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research.
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