Circa quattro miliardi di anni fa, la giovane Terra aveva quasi finito di passare da una massa fusa infernale a una palla di roccia con una superficie solida. Ora, i granelli di zircone conservati da quel momento mostrano che il nostro nascente pianeta era già protetto da una schermatura magnetica. La scoperta indica che il campo magnetico terrestre è quasi un miliardo di anni più vecchio di quanto si sospettasse in precedenza, il che non solo fornisce informazioni sull'evoluzione passata del pianeta, ma può anche aiutare a illuminare il suo futuro.
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La teoria prevalente è che il campo magnetico terrestre è generato dal ferro fuso che circola nel nucleo esterno del pianeta. Il campo cambia nel tempo; i poli nord e sud vagano e l'intero campo può occasionalmente ribaltarsi, con il nord che diventa sud e viceversa. Il campo magnetico terrestre si sta attualmente indebolendo, il che gli scienziati ritengono possa essere un segno del fatto che un capovolgimento potrebbe avvenire nel prossimo paio di migliaia di anni. L'ultima volta che si è verificato un evento del genere è stato 800.000 anni fa e gli scienziati stanno ancora lavorando per comprendere il processo, che può richiedere fino a 15.000 anni. Le ultime prove, pubblicate all'inizio di questa settimana su Nature Communications, indicano che il capovolgimento potrebbe iniziare sotto l'Africa meridionale, ma rimangono molti misteri.
Non importa dove siano i poli, il campo magnetico è cruciale perché protegge il pianeta dal vento solare, un flusso costante di particelle cariche che fuoriescono dal sole. Senza quella protezione planetaria, il vento solare eroderebbe l'atmosfera e la vita sulla Terra sembrerebbe molto diversa, se esistesse. Comprendere la storia e il funzionamento del nostro campo magnetico può quindi fornire indizi sulle possibilità di vita su altri mondi.
Le rocce dal Sud Africa avevano precedentemente indicato che il nostro campo magnetico ha almeno 3, 2 miliardi di anni, ma la vera età del campo non è ancora nota. Determinare quando il campo è acceso è un compito difficile: solo le rocce che sono rimaste incontaminate da quando si sono formate detengono una registrazione dell'antico campo magnetico, e questa è una dura scoperta su un pianeta che si ricicla costantemente attraverso la tettonica a zolle.
Fortunatamente, John Tarduno dell'Università di Rochester e colleghi hanno trovato tali rocce nelle Jack Hills dell'Australia occidentale. I minuscoli campioni di zircone contenevano magnetite - ossido di ferro magnetico - che registrava il campo magnetico che esisteva quando si formarono le rocce. I grani hanno un'età compresa tra 3, 3 e 4, 2 miliardi di anni, durante i quali il campo magnetico del pianeta era da qualche parte tra 1, 0 e 0, 12 volte la forza che è oggi, il team riporta questa settimana su Science .
Un campione di cristalli di magnetite, molto più grandi ma chimicamente simili a quelli trovati nell'antico zircone. (Walter Geiersperger / Corbis) Secondo il team, la forza del campo supporta il caso di una dinamo centrale anche in questa fase nascente della storia del pianeta. Ciò a sua volta fa risalire a precedenti accenni secondo cui la tettonica a zolle era già in atto all'epoca, perché qualcosa doveva muoversi per liberare il calore che si accumula all'interno del pianeta.
"Non c'è stato consenso tra gli scienziati sull'inizio della tettonica a zolle", osserva Tarduno in una nota. "Le nostre misurazioni, tuttavia, supportano alcune precedenti misurazioni geochimiche su antichi zirconi che suggeriscono un'età di 4, 4 miliardi di anni."
La Terra non è l'unico pianeta roccioso nel sistema solare ad avere un campo magnetico. Il veicolo spaziale MESSENGER ha recentemente trovato prove che il debole campo magnetico di Mercurio risale ad almeno 3, 9 miliardi di anni. Il fatto che sia la Terra sia il Mercurio abbiano campi così antichi implica che i pianeti avrebbero dovuto avere un inizio più caldo di quanto si pensasse in precedenza, afferma Julien Aubert dell'Institute of Physique du Globe de Paris in un commento che accompagna la scoperta odierna, anche nella scienza .
"Tuttavia, l'inizio non può essere incredibilmente caldo, poiché la crosta avrebbe dovuto essere abbastanza solida e fredda quando sono state acquisite le magnetizzazioni residue", ha scritto, riferendosi sia alla recente scoperta australiana che alla scoperta di MESSENGER. Anche Marte e la luna hanno magnetizzazioni residue di età simili, ma quei corpi hanno da tempo perso i loro campi magnetici globali. Per Marte, è probabile che la perdita del suo campo magnetico abbia permesso al vento solare di spogliare la sua atmosfera, assottigliandolo e cambiando la sua composizione chimica. I veicoli spaziali attualmente in orbita attorno al pianeta rosso stanno studiando se questo cambiamento è legato alla fine di un periodo caldo e umido su Marte che alcuni scienziati pensano che avrebbe potuto sostenere la vita primitiva milioni di anni fa.
Nel frattempo, le nuove scoperte qui sulla Terra potrebbero aiutare nello sviluppo di una teoria unificata per i campi magnetici planetari, che spiegherebbe la loro nascita e morte e forse indicherebbe il futuro della schermatura magnetica - e forse della vita - sul nostro mondo natale.
