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Il nucleo della Terra, una sfera solida composta principalmente da ferro e nichel, ruota all’interno di uno strato di metallo liquido. Questa immagine, familiare a molti, potrebbe però nascondere una realtà ancora più complessa. Recenti ricerche suggeriscono che il nucleo interno possieda a sua volta un nucleo più interno, una scoperta che potrebbe riscrivere ciò che sappiamo sulla struttura e l’evoluzione del nostro pianeta.
Gli scienziati della Terra da tempo osservano che le onde sismiche generate dai terremoti si comportano diversamente quando attraversano il cuore del nucleo interno rispetto ai suoi strati superiori, suggerendo una variazione di consistenza o composizione. Tuttavia, pochi dati sono stati raccolti sul nucleo più interno, rendendo lo studio della sua composizione particolarmente sfidante.
Uno studio pubblicato il 21 febbraio 2023 sulla rivista Nature Communications ha introdotto un nuovo metodo per esplorare il nucleo interno, utilizzando gli echi generati dai terremoti. Questa tecnica ha rivelato una variazione nel modo in cui le onde viaggiano attraverso il diametro di circa 1.300 chilometri del nucleo più interno, suggerendo l’esistenza di un nucleo interno all’interno del nucleo interno.
Thành Sơn Phạm, ricercatore post-dottorato in sismologia presso l’Australian National University (ANU) e co-autore dello studio, afferma: “Questo rappresenta un nuovo modo per campionare il nucleo più interno. Rinforziamo le prove esistenti dell’esistenza di questo nucleo interno più interno, che dovrebbe essere una sfera grande circa la metà del nucleo interno”. L’intero nucleo interno misura poco più di 2.400 chilometri di diametro.
Non tutti i sismologi sono d’accordo nel considerare queste osservazioni come prova dell’esistenza di un distinto nucleo più interno. Dan Frost, sismologo presso l’Università della Carolina del Sud e non coinvolto nello studio, ritiene che il cambiamento nel comportamento delle onde sia coerente con precedenti ricerche, ma potrebbe essere attribuibile a un cambiamento graduale all’interno del nucleo piuttosto che a una transizione netta e distinta.
Esaminare il profondo interno della Terra tramite le onde sismiche funziona come uno scanner: analizzando come le onde cambiano viaggiando attraverso il pianeta, i ricercatori possono dedurre le proprietà dei materiali attraversati. Per fare ciò con il nucleo più interno è necessario un terremoto forte che avvenga da un lato del pianeta e strumenti sismici posizionati esattamente dal lato opposto, altrimenti il segnale delle onde non passerebbe direttamente attraverso il cuore del nucleo.
Phạm e il suo co-autore Hrvoje Tkalčić, sismologo all’ANU, hanno adottato una strategia diversa. Grazie all’aumento dei sensori sismici distribuiti in tutto il mondo, è possibile rilevare segnali sismici molto deboli. Raccogliendo segnali da terremoti di magnitudo superiore a 6.0, che generano onde che rimbalzano ripetutamente intorno al globo, i ricercatori hanno sommato questi segnali ripetuti e deboli. “Ora possiamo registrare segnali che in passato erano molto deboli, ma che possono essere potenziati”, afferma Phạm.
I risultati hanno rivelato una maggiore differenza nell’impatto dell’angolo delle onde sulla loro velocità, un fenomeno noto come anisotropia, nel centro stesso del nucleo interno rispetto alla sua regione più esterna.
Questa nuova ricerca potrebbe non risolvere il dibattito su cosa significhi questa variazione nelle onde, che dura dal 2002. I sostenitori di un cuore interno più distinto suggeriscono che un evento drammatico nella storia della Terra potrebbe aver alterato il modo in cui quest’ultima si solidifica e cresce. Se fosse così, i diversi strati potrebbero agire come una capsula temporale planetaria, suggerisce Phạm.
Tuttavia, altri geoscienziati sostengono che la lega di ferro-nichel che costituisce il nucleo interno diventa semplicemente più organizzata nel suo modello di cristallizzazione a profondità maggiori. Questo cambiamento nell’organizzazione, a sua volta, influisce su come le onde sismiche si muovono attraverso il nucleo più interno. Secondo questa ipotesi, il nucleo interno si è solidificato in modo sostanzialmente costante nel corso della storia della Terra, rendendo la distinzione di un nucleo interno più interno meno significativa. Questa transizione di cristallizzazione avverrebbe gradualmente, senza lasciare un confine distinto tra il nucleo interno più interno e il resto del nucleo interno.
Sebbene Frost contesti l’interpretazione dei risultati di Phạm e Tkalčić, elogia l’uso di multipli echi deboli di terremoti per esplorare il centro del pianeta. “Ciò che hanno fatto è molto prezioso perché cambia ciò che è necessario per vedere all’interno della Terra”, dice Frost. “Rende più terremoti accessibili a noi”.