Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

A tutti i bambini capita prima o poi di scoprire la magia di una bussola. Per Einstein quel momento fu addirittura un’esperienza così importante da ricordarla nella sua autobiografia. la scoperta di una forza misteriosa come il magnetismo, ma forse anche la sensazione di avere un riferimento stabile, sul quale si potrà sempre fare affidamento, come del resto hanno fatto i marinai per secoli. E invece, come è successo per tanti altri elementi creduti fissi e immutabili, la scienza ha trovato che anche le bussole prima o poi tireranno fuori qualche sorpresa. E non sarà colpa loro: sarà il campo magnetico della Terra a fare le bizze, fino a invertire completamente la sua polarità. già successo molte volte in passato e ora, secondo recenti ricerche, una nuova inversione potrebbe essere sul punto di verificarsi. Da dove viene il campo magnetico terrestre? Da quando i Cinesi cominciarono a usare le prime barrette di ferro magnetico per trovare il nord, nell’Undicesimo secolo, le ipotesi non sono mancate. Nel Medioevo, ad esempio, qualcuno immaginava che nelle regioni settentrionali del nostro pianeta esistessero enormi giacimenti di minerale di ferro magnetico (la magnetite, già conosciuta dagli antichi Greci) capaci di attirare l’ago della bussola. Fu l’inglese William Gilbert ad avvicinarsi un po’ di più alla realtà nel 1600, ipotizzando che l’intera Terra si comportava come se fosse un unico enorme magnete. Solo che i poli magnetici e quelli geografici non coincidevano perfettamente, una caratteristica che a suo tempo aveva già notato Cristoforo Colombo durante il suo viaggio, quando vide che la direzione indicata dalla bussola non era proprio la stessa di quella della stella polare. Insomma, è come se una gigantesca barra magnetica fosse piantata lungo tutto il pianeta, un po’ storta rispetto al suo asse di rotazione. Il polo nord magnetico, ad esempio, oggi si trova in Canada, quindi a una certa distanza da quello geografico. E lo stesso succede per il polo sud. L’idea della barra magnetica lunga quanto il pianeta è naturalmente da scartare, non fosse altro che per l’enorme calore interno della Terra, capace di fondere qualsiasi metallo fino a fargli perdere tutte le sue caratteristiche magnetiche. Così gli scienziati hanno disegnato uno scenario molto più complicato, anche se piuttosto semplice come concetto generale: una gigantesca dinamo, che sarebbe in funzione in quelle regioni infernali che cominciano a 2.900 chilometri sotto i nostri piedi. Qui, e fino ai 5.100 chilometri di profondità, c’è il nucleo esterno, principalmente fatto di ferro allo stato liquido, fuso dal calore. Più giù c’è il nucleo interno, ancora di ferro ma che stavolta, nonostante le altissime temperature, si trova allo stato solido a causa delle pressioni esistenti da quelle parti. I due strati ruotano probabilmente a velocità leggermente diverse tra loro. In più, nel nucleo esterno si creano dei movimenti chiamati convettivi: il ferro più caldo tende a salire, mentre quello più freddo tende a scendere verso il nucleo interno. Combinati assieme, il movimento di rotazione da un lato e i flussi convettivi dall’altro, formano quella che viene chiamata ”geodinamo”: un vero e proprio motore nel quale correnti elettriche in movimento (nel ferro fuso) generano un campo magnetico che genera a sua volta nuove correnti elettriche. Un circuito chiuso apparentemente infinito. «L’idea della geodinamo» commenta Antonio Meloni, dirigente di ricerca nell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia «nella quale un campo magnetico come quello terrestre può essere generato da fluidi in rotazione soggetti a movimenti convettivi, è quella sulla quale concorda la maggior parte dei ricercatori. Del resto, riteniamo che lo stesso processo avvenga nel Sole». Perché alcuni pianeti, come Marte, non hanno il campo magnetico? Perché quella dinamo che tiene in funzione il nostro non è mai partita, oppure si è fermata in passato. Seguendo il modello della geodinamo, infatti, tutto si basa sull’esistenza di uno strato di ferro fuso. Se questo strato si è raffreddato e stratificato, allora la dinamo non funziona più. «Dalle osservazioni condotte fino a oggi» dice ancora Meloni «pensiamo che su Marte un campo magnetico sia esistito, quindi la dinamo si era avviata e ha funzionato per un po’, poi si è fermata. qualcosa che possiamo attenderci anche per la Terra, anche se in un lontanissimo futuro. Sappiamo che il nucleo interno del nostro pianeta (quello solido) si sta ingrandendo perché vi si deposita della materia che prima era allo stato liquido. Quando il processo sarà completo, lo strato fluido non esisterà più e la dinamo non potrà funzionare». Cosa sta succedendo ora al campo magnetico della Terra? Sta lentamente ma costantemente diminuendo di intensità. «Sono oltre 150 anni ”dice Meloni” che teniamo sotto controllo il magnetismo del nostro pianeta. Oggi esiste una rete di osservatori sparsi in tutto il mondo che ne registra sia l’intensità che la direzione. Da questi dati vediamo che il campo ha delle sue variazioni tipiche. Ci sono quelle rapide, che avvengono ad esempio nell’arco di una giornata, provocate da cause esterne, come l’attività del Sole. E poi ci sono quelle che si svolgono su tempi lunghi, chiamate ”secolari”. In questo ambito, sappiamo che dall’inizio delle osservazioni fino a oggi c’è stata una diminuzione dell’intensità a livello globale di circa il 7-8 per cento. Questo non significa che il campo si stia ”spegnendo”. Nessuno ritiene ragionevole pensare che questa sia una possibilità concreta. Ciò a cui potremmo trovarci davanti, invece, è l’inizio di una inversione dei poli». Detta così sembra qualcosa di terribile, ma che il polo sud e il polo nord magnetici (solo quelli, la rotazione della Terra non ne risente affatto) si siano scambiati di posto molte volte in passato è qualcosa di assodato grazie agli studi sul cosiddetto paleomagnetismo (l’analisi della ”memoria magnetica” delle rocce). «Con il paleomagnetismo» spiega lo scienziato «sappiamo che negli ultimi venti milioni di anni ci sono state circa cinquanta inversioni, e la più recente è avvenuta 780.000 anni fa. già passato un tempo superiore alla media, quindi potrebbe anche essere venuta l’ora. Certo, non siamo ancora in grado di dirlo con esattezza perché il tempo necessario affinché si completi una inversione è attorno ai cinquemila anni. Diciamo che dovremo aspettare ancora un paio di migliaia di anni prima di sapere se questa che osserviamo è veramente un’inversione o una semplice fluttuazione temporanea». Cosa succederà con l’inversione del campo magnetico? I modelli ritenuti più affidabili ci dicono che il capovolgimento non avviene improvvisamente. Il magnetismo terrestre, invece, si affievolirà gradualmente fino a scomparire quasi del tutto (bisogna considerare che rimarrà un debole campo chiamato ”crostale”). Dopo un po’ di tempo tornerà a ricrescere in intensità, solo che sarà capovolto, e bisognerà riscrivere le bussole (l’ago indicherà l’attuale sud invece che l’attuale nord). Ciò che può preoccupare di più in questo fenomeno è proprio quel periodo intermedio. Il magnetismo protegge infatti il nostro pianeta da pericolose particelle atomiche provenienti dal Sole e dallo spazio. Senza questa protezione, la Terra riceverebbe un flusso di radiazioni molto più alto di oggi. «Sicuramente » commenta Meloni «ci verrebbe a mancare uno scudo. Ci possiamo quindi aspettare un tasso di radiazioni tre volte superiore a quello attuale. Ma ricordiamoci che non è affatto una novità. La vita sulla Terra ha incontrato molte volte questo fenomeno, e non ci sono state catastrofi. Io direi che gli effetti saranno maggiormente legati al nostro sviluppo tecnologico. Ad esempio oggi voliamo con gli aerei di linea a oltre diecimila metri. Lassù le radiazioni si farebbero sentire sicuramente molto. Inoltre ci sarebbero effetti molto pesanti sulle comunicazioni e sulle apparecchiature elettroniche». Qualcuno avrà anche visto il film «The Core», in cui la scomparsa del magnetismo terrestre provoca catastrofi degne della migliore tradizione di Hollywood. Ma gli scienziati consigliano vivamente di prenderlo per quello che è: una storia d’azione immaginaria. «Nel film i tempi in cui avviene il fenomeno» puntualizza Meloni «sono dell’ordine di alcune settimane, completamente fuori da quelle che sono le esperienze scientifiche. Ovviamente alcuni dei fenomeni che si vedono, come gli uccelli migratori che perdono la rotta, ce li potremmo attendere. Ma c’è da sottolineare ancora una volta che ci vorrà molto tempo e l’intero processo di inversione prenderà secoli, se non millenni (è ancora difficile fare una scala precisa dei tempi). In ogni caso noi non ne saremo testimoni, ma è affascinante continuare a studiare l’evoluzione di questa importante caratteristica del nostro pianeta». Infine una curiosità: secondo le teorie attuali il ”ritorno” del campo magnetico dopo il periodo intermedio non sarà istantaneo. Anzi, per un po’ potrebbero esserci situazioni strane e intermedie, come spiega il ricercatore italiano: «Si ritiene che possa esserci una specie di rotazione del magnetismo, quindi i poli andranno un po’ a spasso sulla superficie terrestre in larghe bande di longitudine. Al punto che gli abitanti di certe zone del pianeta potrebbero ritrovarsi letteralmente un polo nord o sud magnetico sotto i loro piedi».