Perché il campo magnetico terrestre "ribalta" ogni milione di anni circa? Qualunque sia la ragione, o le ragioni, il modo in cui fluisce il ferro liquido del nucleo esterno della Terra - le sue correnti, la sua struttura, i suoi cicli a lungo termine - è importante, sia come causa, effetto o un po 'di entrambi.
Il componente principale del campo terrestre - che definisce i poli magnetici - è un dipolo generato dalla convezione del ferro-nichel fuso nel nucleo esterno (il nucleo interno è solido, quindi il suo ruolo è secondario; ricorda che il nucleo terrestre sta bene sopra la temperatura di Curie, quindi il ferro non è ferromagnetico).
Ma per quanto riguarda la bella struttura? Il nucleo esterno ha l'equivalente dei flussi di jet dell'atmosfera terrestre, per esempio? Una recente ricerca di un team di geofisici in Giappone fa luce su queste domande, e quindi suggerisce ciò che provoca il ribaltamento dei poli magnetici.
Circa l'immagine: Questa immagine mostra come una particella immaginaria sospesa nel nucleo esterno di ferro liquido della Terra tende a fluire in zone anche quando le condizioni nella geodynamo sono varie. I colori rappresentano la vorticità o "quantità di rotazione" che questa particella sperimenta, dove il rosso indica un flusso positivo (est-ovest) e il blu indica un flusso negativo (ovest-est). Da sinistra a destra mostra come il flusso risponde all'aumento dei numeri di Rayleigh, che è associato al flusso guidato dalla galleggiabilità. Dall'alto verso il basso mostra come il flusso risponde all'aumento delle velocità angolari dell'intero sistema di geodynamo.
I venti di corrente a getto che circondano il globo e quelli nelle atmosfere dei giganti gassosi (Giove, Saturno, ecc.) Sono esempi di flussi zonali. “Una caratteristica comune di questi flussi zonali è che sono generati spontaneamente in sistemi turbolenti. Poiché si ritiene che il nucleo esterno della Terra sia in uno stato turbolento, è possibile che vi sia un flusso zonale nel ferro liquido del nucleo esterno ", affermano Akira Kageyama dell'Università di Kobe e colleghi, nel loro recente documento di Nature. Il team ha trovato un modello di flusso secondario quando ha modellato la geodynamo - che genera il campo magnetico terrestre - per costruire un quadro più dettagliato di convezione nel nucleo esterno della Terra, un modello di flusso secondario costituito da pennacchi radiali interni simili a fogli, circondato da ovest flusso zonale cilindrico.
Questo lavoro è stato condotto utilizzando il supercomputer Earth Simulator, con sede in Giappone, che offriva una risoluzione spaziale sufficiente per determinare questi effetti secondari. Kageyama e il suo team hanno anche confermato, usando un modello numerico, che questa struttura a doppia convezione può coesistere con la convezione dominante che genera i poli nord e sud; questo è un controllo di coerenza critico sui loro modelli, "Confermiamo numericamente che la struttura a doppia convezione con un tale flusso zonale è stabile sotto un forte campo magnetico dipolo auto-generato", scrivono.
Questo tipo di flusso zonale nel nucleo esterno non era mai stato visto prima nei modelli di geodynamo, principalmente a causa della mancanza di una risoluzione sufficiente nei modelli precedenti. Il ruolo di questi flussi zonali nell'inversione del campo magnetico terrestre è un'area di ricerca che i risultati di Kageyama e del suo team potranno ora essere perseguiti.
Fonti: Physics World, basato su un articolo nel numero di Nature dell'11 febbraio 2010. Homepage di Earth Simulator
