La terra è un magnete. Spesso ce ne dimentichiamo, ma le sue eccezionali caratteristiche, che ne fanno un luogo ospitale per la vita, sono intimamente legate a questo fatto: la Terra è avvolta da un campo magnetico prodotto proprio dal suo nucleo.
Nel 1800 il fisico danese Oersted scoprì che cariche elettriche in accelerazione generano un campo magnetico che si avvolge in senso antiorario intorno al filo che lo genera. Secondo le più consolidate teorie geofisiche, la Terra al suo interno è sede di correnti di metallo surriscaldato fino allo stato liquido e perciò in parte ionizzato (quindi carico elettricamente) che scorrono in un determinato senso intorno alla parte più interna del nucleo.
Grazie a queste vere e proprie correnti si genera dunque il capo magnetico terrestre; esso è ciò che determina il funzionamento delle bussole: l’ago magnetizzato si orienta parallelamente alle linee di forza del campo magnetico terrestre, indicando sempre il Nord magnetico. Si ritiene perfino che anche alcuni animali migratori siano sensibili al campo magnetico terrestre e che si orientino perciò in base a esso.
Una delle scoperte geofisiche più sorprendenti degli ultimi decenni mostra che il campo magnetico terrestre muta direzione nel tempo, arrivando a invertirsi periodicamente. Come si è potuto ipotizzare una tale mutazione? A quali misteriosi segni gli scienziati si sono dovuti appellare? Le prove di questa mutazione su scala planetaria sono da ricercare su base microscopica: in natura esistono cristalli sensibili ai campi magnetici, la cui disposizione spaziale, cioè, dipende dalla presenza delle linee di forza di un campo magnetico; se fossero liberi di muoversi nello spazio, si comporterebbero proprio come i minuscoli aghi di altrettanto minuscole bussole incastonate nella struttura microscopica di rocce e minerali.
L’orientazione è fisicamente possibile in un materiale non ancora allo stato solido come per esempio la lava, roccia fusa. Il segno delle variazioni del campo magnetico è da ricercare proprio qui e da queste analisi i geologi hanno scoperto che le colate laviche di alcuni vulcani o nei pressi delle faglie oceaniche mostrano lava solidificata orientata magneticamente in un senso o nell’altro a seconda dell’età della colata stessa. Lo studio delle età di tali colate ha consentito di determinare un periodo medio di inversione dei poli magnetici terrestri intorno ai 200.000 anni, con un periodo intermedio di “migrazione” dei poli che dura circa 4-5.000 anni.
Ma oggi, per la seconda volta in 15 anni, si sono scoperte prove di un cambiamento repentino – pochissimi anni – del verso del campo magnetico terrestre.
Nel 1995 un gruppo di ricercatori dell’Occidental College a Los Angeles diretti da Scott Bogue individuò sulle pendici della Steens Mountain, in Oregon, rocce di un antico flusso di lava ben conservato che mostravano una inusuale struttura magnetica che suggeriva che durante la sua solidificazione fosse in atto un processo di inversione dei poli diecimila volte più rapido del normale, ossia di circa 6 gradi al giorno. Come spesso accade di fronte a notizie di scoperte che sembrano minare le teorie “standard” accreditate dalla comunità scientifica, questi dati di Bogue vennero ai tempi contestati, criticando la sua teoria, detta del “flip-flop”.
Bogue e altri ricercatori dello US Geological Survey diretto da Jonathan Glen hanno però trovato un nuovo sito, a Battle Mountain, in Nevada, in cui le rocce laviche mantengono le tracce di un altro possibile evento di inversione rapida. Il loro articolo sul Geophysical Research Letters analizza una colata lavica di 15 milioni di anni fa nel sito preso in considerazione frutto di due colate temporalmente molto ravvicinate fra di loro, tanto che il primo flusso stava ancora raffreddandosi quando la seconda è sopraggiunta.
L’analisi dei campioni mostra una variazione dell’orientamento interno della struttura magnetica delle rocce che testimonierebbe una variazione del campo magnetico terrestre pari a 53 gradi in un anno, cioè circa un grado alla settimana. Il dato è sorprendente e porterebbe a stimare un’inversione della polarità del campo magnetico terrestre in soli 4 anni, praticamente un battito di ciglia nella lunghissima e lentissima evoluzione geologica terrestre. E se si considera che alcuni studiosi hanno addirittura ipotizzato variazioni di 6 gradi in un giorno, lo sconcerto non può che aumentare.
Quali possono essere le ragioni per tali repentini cambiamenti? I ricercatori sono in disaccordo fra loro. Molti pensano che questo debba avere a che fare con lo stesso motivo per cui si creano dei movimenti convettivi di ferro liquido nel nucleo esterno rotante. Altri sostengono che il nucleo terrestre esterno semplicemente non può produrre cambiamenti di tale portata o che, se anche accadessero cambiamenti importanti e repentini nel nucleo, questi non potrebbero avere effetti sulla superficie terrestre, perché la conduttività elettrica della terra schermerebbe questi segnali e quindi che le cause sono altre. Ma le rocce del Nevada suggeriscono che questi cambiamenti siano avvenuti, anche se gli scienziati non li sanno spiegare.
L’ultimo cambiamento stabile del verso del campo magnetico terrestre è avvenuto 780.000 anni fa. Poiché l’intensità del campo magnetico della Terra sta diminuendo da ormai 150 anni, alcuni scienziati pensano che siamo nei pressi di un nuovo cambiamento. “Per i geologi un’inversione di polarità è praticamente un evento istantaneo – dice Bogue – che cambia le caratteristiche globali del nostro pianeta: è veramente un fenomeno spettacolare. Ma se ti ci trovassi in mezzo mentre sta accadendo, probabilmente non sarebbe poi un grande fatto”.