Svelare i misteri dei campi magnetici
Il nostro pianeta è circondato da un campo magnetico, che ci protegge dalle radiazioni nocive e probabilmente svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo della vita; tuttavia, nonostante la fondamentale importanza del magnetismo, sappiamo ancora molto poco su come si genera e si mantiene. Il progetto UEMHP(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, intende cambiare questa situazione. Utilizzando simulazioni al computer all’avanguardia, il progetto si è prefisso di gettare nuova luce sul modo in cui il meccanismo della dinamo all’interno dei nuclei planetari genera il campo magnetico. «Così facendo, ci proponiamo non solo di determinare come il campo magnetico cambia nel corso del tempo, ma di essere in grado di prevedere cosa ci riserverà il futuro», spiega Andrew Jackson(si apre in una nuova finestra), ricercatore presso il Politecnico di Zurigo(si apre in una nuova finestra). Il progetto ha ricevuto il supporto del Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra).
Ridurre al minimo gli effetti della viscosità
Per raggiungere il suo obiettivo, il progetto ha cercato di correggere un difetto critico che affligge le attuali simulazioni al computer. «Le simulazioni attuali sovrastimano enormemente l’impatto esercitato dalla viscosità sul meccanismo della dinamo», spiega Jackson. In geofisica la viscosità è ciò che rende il nucleo della Terra estremamente fluido, mentre il meccanismo della dinamo è ciò che genera e mantiene il campo magnetico. Per allineare la fisica alla Terra vera e propria, il progetto ha creato due calcoli al supercomputer, uno che riduce al minimo gli effetti della viscosità e un altro che la omette del tutto. «Quest’ultimo approccio non è mai stato implementato con successo prima d’ora e costituisce un’importante sfida per la geofisica sin dal 1963», aggiunge Jackson. «Abbiamo creato i primi modelli prototipi di sempre che mostrano il valore di questo approccio.»
Il magnetismo nel passato, nel presente e nel futuro
Potendo disporre di questi calcoli, i ricercatori sono stati in grado di riassumere la generazione del magnetismo nella Terra primitiva. Durante questo periodo, il nucleo interno si è cristallizzato e il campo magnetico è stato generato interamente dal raffreddamento del pianeta. «Dimostrando il corretto regime della fisica dei fluidi, questa simulazione apre le porte alla possibilità di replicare le inversioni magnetiche, un processo che si è verificato diverse migliaia di volte qui sulla Terra ma che non è ancora stato calcolato correttamente», osserva Jackson. I ricercatori si augurano inoltre di utilizzare questi calcoli per saperne di più sulle dimensioni dei campi magnetici e sul modo in cui la Terra dissipa l’energia, intendendo altresì sfruttare il loro lavoro per effettuare ricerche sul Sole e su pianeti come Giove e Saturno. «Il nostro lavoro ha ridefinito il modo in cui comprendiamo la storia, i processi e il futuro del magnetismo terrestre», conclude Jackson. Il lavoro collaborativo di Jackson è riportato in un articolo che sarà pubblicato online sulla rivista «Nature» più avanti nel corso di quest’anno.
