La Terra ha uno strato in più: scoperto un nucleo di ferro di 650 km

L'analisi del comportamento delle onde sismiche ha permesso di identificare un nuovo strato nell'interno della Terra: un nucleo di ferro quasi puro con un raggio di soli 650 km. Ecco perché questa ipotesi pone le basi di una possibile importante scoperta.

struttura Terra
L'interno della Terra ha una struttura complessa, che abbiamo potuto comprendere solo grazie allo studio del comportamento delle onde sismiche.

Nuove sorprese dalle profondità della Terra. Per decenni abbiamo studiato a scuola che il pianeta è composto da quattro grandi involucri concentrici: la crosta, la più superficiale, seguita dal mantello, poi un nucleo esterno ed infine un nucleo interno. Secondo un recente studio pubblicato su Nature Communications, che ha analizzato circa 200 terremoti avvenuti negli ultimi dieci anni, esisterebbe un quinto livello nell'interno del pianeta, un nucleo interno di ferro quasi puro.

Questo nucleo, con un raggio di appena 650 km, poco più della distanza che c'è tra Roma e Milano, viene chiamato in inglese Inner Core (IC) e rappresenterebbe meno dell'1% del volume della Terra.

Il nucleo della Terra, più complesso di quanto si pensasse

Lo studio, realizzato da Thanh-Son Pham e Hrvoje Tkalčić, entrambi dell'Università Nazionale Australiana a Canberra, getta alcune luci su un'area del nostro pianeta ancora oggi avvolta da molte ombre, in primo luogo per l'inaccessibilità e l'impossibilità di effettuare osservazioni dirette.

Basti pensare che la massima profondità raggiunta dagli esseri umani grazie a pozzi scavati nel sottosuolo, si trova presso il pozzo di Kola in Russia, e non raggiunge i 13 km.

Le profondità della Terra sono impossibili da esplorare direttamente

È stata una sfida enorme per l'umanità scendere così tanto, ma è quasi nulla in confronto alla profondità a cui si trova il centro del pianeta, poco meno di 6400 km sotto i nostri piedi! Del resto, sarebbe impossibile e inimmaginabile raggiungere quelle profondità, per le temperature elevatissime (migliaia di gradi centigradi nel nucleo) e una pressione di milioni di volte superiore a quella a cui siamo sottoposti sulla superficie.

Un aiuto arriva dai terremoti

Non esiste nessuna tecnologia che possa penetrare fino a quelle profondità e permetterci di determinare la struttura o la composizione. L'unico modo per conoscere l'interno della Terra, finora, è attraverso lo studio del comportamento delle onde sismiche, che possiamo usare come uno scanner delle profondità del pianeta.

I terremoti più forti producono infatti onde sismiche che attraversano il pianeta propagandosi in ogni direzione con velocità diversa a seconda della densità del mezzo attraversato, permettendo di trarre preziose informazioni su ciò che noi non possiamo vedere, proprio come i raggi X applicati sul corpo umano sono preziosi nel campo della medicina per effettuare diagnosi mediche.

Alcune di queste onde raggiungono la superficie, e purtroppo sono responsabili a volte dei gravi danni - l'ultimo esempio ci arriva da Turchia e Siria - mentre le altre si propagano fino alle profondità della Terra, diventando più veloci o più lente a seconda dell'involucro terrestre attraversato, e sono condizionate quindi dalle caratteristiche fisiche del mezzo entro cui si propagano (prevalentemente dalla densità).

Il comportamento delle onde sismiche varia a seconda delle caratteristiche fisiche del mezzo attraversato: questo ha permesso di scoprire che la Terra è composta da diversi strati concentrici con caratteristiche di densità molto diverse tra loro.

Fu la sismologa e geofisica danese Inge Lehmann a capirlo per prima e a gettare le basi per la comprensione dell’interno del pianeta. La diversa velocità delle onde sismiche man mano che si propagano, insieme ad altri fattori, ha permesso fin dal secolo scorso di capire molte cose su come è fatto l'interno della Terra.

stuttura terra
La struttura della Terra: la crosta è lo strato più superficiale e sottile, spesso poche decine di chilometri. A seguire troviamo il mantello,che si spinge fino a quasi 3000 km di profondità. Poi troviamo un nucleo esterno liquido e a seguire un nucleo interno solido. Il nuovo studio ipotizza un'ulteriore strato.

Sono stati quindi i grandi terremoti del passato a farci capire che in profondità esistono strati diversi, con caratteristiche fisiche e chimiche molto differenti da quelle che troviamo in superficie, separati tra loro da discontinuità.

La struttura della Terra è complessa, ma può essere semplificata in una successione di involucri concentrici con caratteristiche omogenee separati da discontinuità. La crosta è separata dal mantello dalla cosiddetta discontinuità di Mohorovičić (in media 30 km sotto di noi). Il mantello si estende per migliaia di chilometri in profondità fino alla discontinuità di Gutenberg (situata a 2890 km sotto i nostri piedi). Lì inizia il nucleo esterno, che si spinge fino a 5150 km, dove la discontinuità di Lehmann segna l’inizio del nucleo interno.

Un nuovo strato: un nucleo di ferro quasi puro

Lo studio dei ricercatori australiani ha ritirato fuori un’idea che era stata già proposta una ventina di anni fa, e cioè che il nucleo interno del pianeta, quello che troviamo dopo il nucleo esterno, è formato in realtà da due strati. Sarebbe composto da uno strato esterno poco omogeneo e uno più interno molto compatto, formato da ferro praticamente puro e con un raggio di appena 650 chilometri.

Lo studio apre scenari molto interessanti, perché la presenza di questo ulteriore nucleo permetterebbe di capire meglio come si è formato il nostro pianeta, e potrebbe anche permetterci di ipotizzare quando la Terra smetterà di essere abitabile per la solidificazione del nucleo esterno, che è fondamentale nella generazione del campo magnetico, un ombrello formidabile che ci protegge dalla radiazione spaziale.

Non tutti i sismologi concordano con il fatto che queste osservazioni provino l'esistenza di un nucleo interno distinto dagli altri, come riporta il Scientific American, mentre tutti concordano sul fatto che, grazie alle migliori tecnologie che abbiamo oggi per rilevare anche segnali sismici più deboli, si aprono nuovi scenari per conoscere le profondità del pianeta.

La pubblicazione di questo nuovo lavoro arriva meno di un mese dopo dalla diffusione dello studio scientifico di un team di ricercatori cinesi che ha rilevato un rallentamento nella rotazione del nucleo interno del pianeta e un possibile cambio di senso rispetto alla superficie.