Il nucleo terrestre sta rallentando la sua rotazione: cosa succede e perché?

Il nucleo terrestre sta rallentando la sua rotazione e sta ruotando nel verso opposto rispetto a quello della superficie. L’annuncio arriva da un articolo pubblicato su Nature Geoscience come risultato dello studio di due scienziati cinesi, Yi Yang e Xiaodong Song, dell’Istituto di Geofisica teorica e applicata dell’Università di Pechino. I cambiamenti della rotazione nel nucleo interno della Terra possono avere diversi effetti. Vediamo le cause e le conseguenze del rallentamento della rotazione del nucleo terrestre.

Il nucleo terrestre

Il nucleo terrestre è la parte più interna del nostro pianeta, dove si raggiungono valori di temperatura e pressione estremamente elevati. Al centro della Terra la temperatura arriva a 4000 °C, mentre la pressione raggiunge circa 3,6 milioni di atmosfere. È la parte più profonda della Terra, dopo la crosta, che è lo strato superficiale, e il mantello, separato dal nucleo dalla cosiddetta discontinuità di Gutenberg. Il nucleo terrestre ha un raggio di circa 3470 chilometri, ovvero più della metà del raggio terrestre. Si può distinguere un doppio nucleo: quello esterno allo stato fuso e quello interno allo stato solido, che si forma a causa della solidificazione del ferro liquido che si trova al confine tra i due strati. Il nucleo esterno è costituito prevalentemente da ferro fuso. Sono poi presenti, in percentuali variabili, elementi più leggeri come silicio, ossigeno e zolfo. Il nucleo interno invece è costituito da una miscela di ferro e di nichel. La composizione comunque è solo un’ipotesi e non una certezza perché non è possibile studiare direttamente gli strati così profondi.

Caratteristiche del nucleo

Il nucleo interno della Terra è una sfera solida che ha un raggio di circa 1.200 chilometri. Questa sfera ruota all’interno di una sfera più esterna che invece è allo stato fuso. La rotazione del nucleo genera il campo magnetico terrestre, che protegge la Terra dalle radiazioni cosmiche. Non è possibile uno studio diretto del nucleo della Terra, perché è troppo profondo. Per analizzarlo quindi si utilizzano le onde sismiche prodotte dai terremoti. Queste onde si propagano in modo diverso a seconda della densità e della temperatura degli strati che attraversano. Confrontando onde di terremoti simili nella stessa posizione nel corso degli anni, gli scienziati hanno potuto individuare alcuni ritardi e disturbi nella propagazione delle onde. Ciò permette di ricavare, anche se indirettamente, le informazioni sul nucleo, tra cui quelle relative alla sua rotazione.

Rotazione del nucleo terrestre

Il nucleo terrestre è sottoposto a una duplice rotazione. Il nucleo interno ruota verso est a una velocità maggiore rispetto al resto del pianeta. Quello esterno invece ruota verso ovest a una velocità minore rispetto al resto del pianeta. È una scoperta che risale agli anni ’90, quando gli studiosi hanno individuato che la sfera interna del nucleo ruotava ad un ritmo più veloce rispetto alla Terra. Nel 2009 si è scoperto che la rotazione del nucleo era rallentata per raggiungere una perfetta sincronia con la Terra. Il nuovo studio oggi ci dice che questo rallentamento proseguirà fino a fermarsi del tutto. Si è scoperto anche che la rotazione del nucleo non è sempre nello stesso verso. Circa 70 anni fa il nucleo ruotava nello stesso verso della Terra, mentre negli ultimi anni il nucleo interno ha iniziato a rallentare e ruotare nel verso opposto.

Gli effetti della rotazione del nucleo

Nel 1996 uno studio coordinato da Xiadong Song dimostrò, analizzando le onde sismiche, che il nucleo interno della Terra ruotava a una velocità maggiore del resto del pianeta. Nel 2005 poi fu rivelato che il nucleo ogni 900 anni compie un giro in più rispetto al resto del pianeta. La ragione di questo comportamento dipende dalle maree e dalla distanza con la luna, che rallentano la velocità superficiale della crosta terrestre. Questo vuol dire che le giornate, negli ultimi anni, sono un millesimo di secondo più brevi rispetto al 1970. L’anomalia della rotazione del nucleo interno provoca alterazioni del campo gravitazionale e del campo magnetico. Inoltre causa deformazioni superficiali che modificano il livello del mare, con possibili conseguenze anche sulla temperatura globale.

Le nuove scoperte

Lo studio da poco pubblicato si basa sull’analisi di circa 200 terremoti avvenuti nelle Isole Sandwich Australi negli ultimi decenni, a partire dagli anni ’60. Si tratta di terremoti doppi, ovvero che hanno un’origine comune e producono identiche onde. Anche se le onde prodotte sono le stesse, le stazioni in Alaska, quindi vicino al Polo Nord, hanno rilevato delle anomalie spiegabili con il fatto che il nucleo ruoti più velocemente del resto del pianeta. Confrontando i risultati con quelli del 2009 si è visto che il nucleo terrestre oggi ruota più lentamente e verso ovest.

Come cambia la rotazione del nucleo terrestre nel tempo

È già successo che la rotazione del nucleo terrestre si modificasse. All’inizio degli anni ’70 il nucleo non ruotava, poi ha iniziato gradualmente a ruotare verso est, fino a superare la velocità della crosta. In seguito ha iniziato a rallentare finché tra il 2009 e il 2011 si è quasi fermato. Oggi gli scienziati hanno scoperto che la rotazione è verso ovest, cioè opposta al verso della rotazione terrestre, e la velocità sta diminuendo. Nei prossimi anni tornerà ad accelerare e poi di nuovo a decelerare fino a fermarsi. Si ipotizza che il ciclo completo di oscillazione (accelerazione e decelerazione) duri 70 anni. Non è detto si tratti di un periodo fisso perché l’ultima inversione si è verificata all’inizio degli anni ’70 ma la stima è incerta a causa della minore accuratezza nell’analisi delle onde. L’inversione potrebbe essersi verificata anche più di recente, ma si tratta comunque di un fenomeno di piccola entità e quindi, secondo gli esperti, è possibile che non sia stata rilevata.

Cause e conseguenze dell’inversione della rotazione

Gli scienziati spiegano che la rotazione del nucleo terrestre dipende da due fattori: il campo magnetico terrestre e l’attrazione gravitazionale. Il campo magnetico tende a produrre una rotazione identica a quella della Terra, mentre l’attrazione gravitazionale spinge il nucleo a ruotare nella direzione opposta. Questa “competizione” porta alla prevalenza di uno dei due moti di rotazione in base all’intensità delle forze in gioco. È probabile quindi che l’oscillazione del moto di rotazione dipenda dall’inversione del campo magnetico terrestre.