Fare risuonare il battito magnetico dei mondi terrestri
Il campo magnetico globale della Terra, che funge da importante scudo contro il vento solare, affascina ormai da decenni la comunità scientifica. Tale campo è prodotto internamente da un meccanismo a dinamo alimentato dai moti convettivi all’interno del nucleo terrestre esterno metallico liquido, e si estende all’esterno per interagire con il vento solare. Questo campo magnetico interno è soggetto a derive temporali e a cambiamenti repentini, noti rispettivamente come variazione secolare e scatti geomagnetici. Inoltre, la crosta terrestre contribuisce al campo interno poiché le rocce si magnetizzano in presenza di un campo magnetico globale. La parte esterna di questo campo è modellata da correnti ionosferiche e magnetosferiche, originanti dalle interazioni tra le particelle ionizzate a base di plasma, il campo magnetico interno della Terra e il vento solare. Un aspetto interessate è che tra i pianeti terrestri vicini, soltanto Mercurio ha un campo magnetico del nucleo attivo. Venere non ne ha uno, mentre i campi crostali di Marte e della Luna suggeriscono la passata esistenza di dinamo ora estinte. Questi campi forniscono scorci sulle caratteristiche del campo dei nuclei antichi, quali morfologia, intensità e variazione temporale.
Una ricerca rivoluzionaria sui campi magnetici crostali dei pianeti
Il progetto SIGMA, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha compiuto passi notevoli nel chiarire la natura di questi campi magnetici crostali planetari. Avvalendosi di dati sul campo magnetico provenienti da velivoli spaziali, il gruppo di ricerca ha elaborato alcuni metodi per individuare l’ubicazione e la geometria di fonti magnetiche regionali sulla Luna. Questa attività pionieristica permette di studiare per la prima volta in modo più approfondito le anomalie magnetiche sulle superfici dei pianeti, collegandone le origini alle storie relative alla dinamo e alla geologia. «Replicando i campi magnetici crostali della Luna, ci avviciniamo a desumere le condizioni nelle quali si sono formate queste anomalie magnetiche, svelando così l’evoluzione temporale della dinamo lunare», osserva Joana S. Oliveira, borsista Marie-Curie. Oltre ai dati provenienti dai velivoli spaziali, sono stati impiegati rilievi magnetici a bassa quota su analoghi terrestri di strutture vulcaniche sui pianeti del sistema solare per imitare le misurazioni a bassa quota durante l’esplorazione planetaria. La misurazione del campo magnetico di equivalenti terrestri delle caratteristiche geologiche lunari e marziane, tra cui i tunnel di lava, le colate laviche e i vulcani, ha permesso a SIGMA di migliorare le conoscenze sul rapporto che intercorre tra i vettori magnetici delle rocce e i segnali del campo magnetico. È stata inoltre rimarcata l’importanza di integrare strumenti innovativi per misurare le proprietà magnetiche delle rocce nelle future missioni di esplorazione, come ad esempio il suscettometro magnetico. Al contempo, si sta svolgendo una ricerca preliminare sulla superficie potenzialmente magnetizzata di Marte, al fine di arricchire i risultati scientifici della missione BepiColombo di esplorazione dell’agenzia spaziale europea/giapponese (ESA/JAXA).
Plasmare il futuro dell’esplorazione magnetica planetaria
SIGMA ha aperto nuove rotte per l’esplorazione delle strutture geologiche crostali e del loro passato. «Le nostre tecniche di nuova concezione dimostrano che è possibile utilizzare i dati sui campi magnetici non solo per caratterizzare l’attuale campo magnetico di un pianeta, ma anche per evincerne lo stato passato in modo intricatamente dettagliato», afferma la coordinatrice del progetto Marina Díaz Michelena. Inoltre, questi dati possono ora individuare le fonti del materiale magnetizzato, gettando luce sulla loro geometria e origine. I risultati del progetto incideranno sul futuro delle esplorazioni dei campi magnetici planetari, rafforzando la competitività dell’Europa in questo ambito. Queste tecniche avanzate si applicano a diverse scale spaziali, dalle misurazioni a terra fino a quelle nello spazio, così come a qualunque corpo planetario che una volta disponeva di un campo magnetico interno. «Lo studio del campo magnetico terrestre e delle sue controparti su altri pianeti ci fa avvicinare a rispondere agli interrogativi impellenti sul passato e sul futuro della Terra. La Terra è destinata a perdere il suo scudo magnetico? Ai posteri l’ardua sentenza, ma la sete di conoscenza non si è certo placata», conclude il gruppo di SIGMA.
Parole chiave
SIGMA, campo magnetico, Terra, Luna, vento solare, dinamo, campi magnetici crostali, Marte