L'anomalia del campo magnetico terrestre nell'Atlantico meridionale sta subendo cambiamenti inaspettati

Utilizzando 11 anni di misurazioni del campo magnetico della costellazione di satelliti Swarm dell’Agenzia Spaziale Europea, gli scienziati hanno scoperto che la regione debole del campo magnetico terrestre sopra l’Atlantico meridionale, conosciuta come Anomalia del Sud Atlantico, si è espansa fino a coprire un’area pari a quasi la metà dell’Europa continentale dal 2014.

Si genera principalmente da un oceano globale di ferro liquido fuso e vorticoso che costituisce il nucleo esterno, a circa 3000 km sotto i nostri piedi. Agendo come un conduttore rotante in una dinamo da bicicletta, crea correnti elettriche che, a loro volta, generano il nostro campo elettromagnetico in continuo cambiamento; ma in realtà i processi che lo generano sono molto più complessi.

Swarm, una missione Earth Explorer sviluppata nell’ambito del programma di Osservazione della Terra FutureEO dell’ESA, è composta da una costellazione di tre satelliti identici che misurano con precisione i segnali magnetici provenienti dal nucleo, dal mantello, dalla crosta e dagli oceani della Terra, così come dalla ionosfera e dalla magnetosfera.

I cambiamenti importanti nell’Anomalia del Sud Atlantico

Grazie a questa missione eccezionale, gli scienziati stanno ottenendo nuove conoscenze sulle diverse sorgenti del magnetismo, per aiutare a comprendere come e perché il campo magnetico si stia indebolendo in alcune aree e rafforzando in altre.

L’anomalia del campo debole dell’Atlantico meridionale è stata identificata per la prima volta nel XIX secolo, a sud-est del Sud America.

Oggi, l’Anomalia del Sud Atlantico è di particolare interesse per la sicurezza spaziale, poiché i satelliti che sorvolano la regione affrontano dosi maggiori di radiazione incidente. Questo può provocare malfunzionamenti o danni a hardware critico, e persino blackout.

Pubblicati questo mese su Physics of the Earth and Planetary Interiors, gli ultimi risultati della missione Swarm rivelano che, mentre l’Anomalia del Sud Atlantico si è espansa costantemente tra il 2014 e il 2025, una regione dell’Oceano Atlantico a sud-ovest dell’Africa ha sperimentato un indebolimento ancora più rapido del campo magnetico terrestre dal 2020.

“L’Anomalia del Sud Atlantico non è un unico blocco”, afferma l’autore principale Chris Finlay, professore di Geomagnetismo presso la Technical University of Denmark. “Sta cambiando forma in modo diverso verso l’Africa rispetto a vicino al Sud America. Qualcosa di particolare sta accadendo in questa regione, causando un indebolimento più intenso del campo magnetico”.

Questo comportamento è collegato a pattern anomali nel campo magnetico al confine tra il nucleo esterno liquido della Terra e il suo mantello roccioso, noti come patch di flusso inverso.

Il professor Finlay spiega: «Normalmente ci aspetteremmo di vedere linee di campo magnetico uscire dal nucleo nell’emisfero sud. Ma sotto l’Anomalia del Sud Atlantico osserviamo zone inattese in cui il campo magnetico, invece di uscire dal nucleo, vi rientra. Grazie ai dati di Swarm possiamo osservare una di queste zone spostarsi verso ovest sopra l’Africa, contribuendo all’indebolimento dell’Anomalia del Sud Atlantico in questa regione».

Gli 11 anni da record di Swarm

L’ultimo modello del campo magnetico generato dal nucleo della Terra segna un nuovo traguardo per i satelliti Swarm dell’ESA, che ora hanno fornito la più lunga registrazione continua di misurazioni del campo magnetico dallo spazio.

I satelliti sono stati lanciati il 22 novembre 2013 come quarta missione Earth Explorer e sono satelliti pionieristici che costituiscono un elemento chiave del programma FutureEO dell’ESA.

Progettate come dimostratori di tecnologie innovative per l’osservazione della Terra, queste missioni hanno da tempo superato la loro vita operativa prevista, sono diventate parte integrante dei registri a lungo termine, hanno fornito dati per servizi operativi critici e hanno spianato la strada alle future generazioni di satelliti.

I dati di Swarm sostengono i modelli magnetici globali utilizzati per la navigazione, consentono di monitorare i rischi del meteo spaziale e di ottenere informazioni senza precedenti sul nostro sistema Terra, dal nucleo fino agli strati più esterni dell’atmosfera.

Il campo magnetico terrestre si intensifica sopra la Siberia

Gli ultimi risultati di Swarm evidenziano la natura dinamica del magnetismo terrestre. Per esempio, nell’emisfero sud esiste un punto in cui il campo magnetico è particolarmente intenso, mentre nell’emisfero nord ce ne sono due: uno intorno al Canada e l’altro intorno alla Siberia.

“Nel cercare di comprendere il campo magnetico della Terra, è importante ricordare che non si tratta di un semplice dipolo, come un magnete a barra. Solo con satelliti come Swarm possiamo mappare completamente questa struttura e osservare i suoi cambiamenti”, ha affermato il professor Finlay.

Da quando Swarm è in orbita, tuttavia, il campo magnetico sopra la Siberia si è rafforzato, mentre sopra il Canada si è indebolito. La regione canadese di campo magnetico intenso si è ridotta dello 0,65% della superficie terrestre, quasi quanto l’India, mentre la regione siberiana è cresciuta dello 0,42%, un’area comparabile alla Groenlandia.

Questo spostamento, causato da complessi processi che avvengono nel turbolento nucleo terrestre, è associato allo spostamento del polo nord magnetico verso la Siberia negli ultimi anni. Tale movimento è importante per la navigazione, influenzata dall’interazione tra queste due aree di intenso campo magnetico.

Anja Stromme, responsabile della missione Swarm dell’ESA, ha dichiarato: «È davvero sorprendente poter osservare il quadro generale della nostra Terra dinamica grazie alle lunghe serie temporali fornite da Swarm. Tutti i satelliti sono in ottime condizioni e continuano a fornire dati eccezionali; ci aspettiamo quindi di poter estendere questo record oltre il 2030, quando il minimo solare ci permetterà di ottenere informazioni senza precedenti sul nostro pianeta».

Riferimenti dell'articolo

Fonte: ESA