Dicembre 10, 2022

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Il mantello terrestre perde il 50% in più di calore di quanto si pensasse

La Terra si sta raffreddando più velocemente del previsto. I geologi dell’ETH di Zurigo sono stati ora in grado di determinarlo utilizzando la conduttività termica del mantello terrestre. In base a ciò, il nucleo trasferisce circa il 50% in più di calore al mantello rispetto a quanto precedentemente ipotizzato.

Il nucleo caldo è un requisito fondamentale per la vita sulla Terra

La vita sulla Terra è possibile anche perché il pianeta ha la vita al suo interno. Non solo il nucleo caldo della Terra causa spostamenti delle placche, ma anche montagne e vulcani possono essere fatti risalire a questa origine. Inoltre, non va dimenticato il prezioso fattore protettivo del campo magnetico terrestre. Questo è stato generato anche da correnti sotterranee. Strati di lava contenenti metallo confluiscono in modo tale che il pianeta sia una dinamo gigante e possa bloccare le radiazioni pericolose dallo spazio usando un forte campo magnetico. Secondo alcuni ricercatori, il completo raffreddamento del nucleo terrestre potrebbe portare alla stessa sorte che tocca al nostro pianeta, come, ad esempio, Marte.

Il fatto che questo possa accadere un giorno è dovuto anche alla naturale conducibilità termica del cappuccio. La bridgmanite si trova principalmente nella zona di transizione tra il mantello e il nucleo terrestre. Questo strato appiccicoso di roccia è costantemente associato alla lava ferro-nichel, ma è di circa 1.000 gradi Celsius più caldo. “A causa del forte gradiente di temperatura, questo è il limite termico più grande sulla Terra, il che solleva la questione della velocità con cui la Terra perde calore e per quanto tempo può rimanere dinamicamente attiva”, affermano i ricercatori dell’ETH di Zurigo. In effetti, da questo limite dovrebbe dipendere la perdita di calore complessiva per l’intero pianeta.

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I ricercatori hanno dovuto imitare le condizioni nel cuore della Terra

Ad oggi, la misurazione della conducibilità termica della bridgemanite ha posto un problema significativo. Per determinare la quantità di calore che il metallo avrebbe assorbito e rilasciato, gli scienziati hanno dovuto imitare il processo sottoterra e considerare anche le stesse condizioni in termini di pressione e temperatura. I ricercatori svizzeri sono ora riusciti a creare esattamente un tale sistema producendo cristalli monocristallini di bridgemanite ad alta pressione e temperatura e sottoponendoli a una pressione di 80 gigapascal utilizzando una cella a incudine di diamante. Un laser può quindi essere utilizzato per riscaldare i cristalli ad una temperatura di circa 2.200°C.

La misura può finalmente essere effettuata con uno spettrometro. Con questo strumento è possibile misurare la radiazione in uscita e trarre conclusioni sul reticolo cristallino, sulla conducibilità termica e sul calore.

Circa 5,3 Watt per metro e Kelvin (W/mK) vengono trasmessi dal metallo. I ricercatori ipotizzano che la conduttività termica complessiva dovrebbe essere di circa 15,2 W/mK. I nuovi risultati sono 1,5 volte superiori alle precedenti stime geofisiche.

“I nostri risultati possono darci una nuova prospettiva sull’evoluzione delle dinamiche della Terra”, afferma il geologo Motohiko Murakami. “Suggeriscono che la Terra, come gli altri pianeti rocciosi Mercurio e Marte, si stia raffreddando e diventando inattiva molto più velocemente del previsto”.

Tuttavia, gli scienziati non sono stati in grado di trarre conclusioni su quanto tempo la Terra sarà fredda. “Allo stato attuale delle conoscenze, il tempo di tali eventi non può essere determinato”, afferma il geologo. Ciò richiederà maggiori conoscenze sul decadimento radioattivo degli elementi nel nucleo terrestre e sul processo di raccolta del mantello.

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Collegamento allo studio: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X21005859

foto Eric Sucha occupazione Pixabay