Il nucleo interno della Terra è ancora avvolto da numerosi misteri, a causa della sua posizione a oltre 5.100 chilometri di profondità, ben oltre il limite delle perforazioni umane, che non superano i 12.263 metri. Le informazioni disponibili provengono dall’analisi delle onde sismiche e delle linee del campo magnetico terrestre, generate dal nucleo.
Secondo Alfred Wilson-Spencer, ricercatore presso l’Università di Leeds, il nucleo interno della Terra, originariamente liquido, si è solidificato gradualmente a causa del raffreddamento del pianeta. Durante questo processo, il liquido ricco di ferro si congela, facendo crescere il nucleo solido nonostante temperature estremamente elevate, pari ad almeno 5.000 Kelvin (circa 4.727 °C).
Questo fenomeno è essenziale per comprendere la formazione del campo magnetico terrestre, che protegge la Terra dalle radiazioni solari nocive e contribuisce a mantenere condizioni favorevoli alla vita. La solidificazione del nucleo rilascia elementi come ossigeno e carbonio, incompatibili con lo stato solido, generando un liquido caldo alla base del nucleo esterno, che mescolandosi genera correnti elettriche responsabili del campo magnetico attraverso il processo della dynamo.
Determinare come il nucleo interno si sia “congelato” è complesso. Tradizionalmente, si pensava che il raffreddamento del nucleo liquido raggiungesse la temperatura di fusione del ferro, innescando la solidificazione. Tuttavia, questa teoria non considera la necessità del super-raffreddamento, ovvero che un liquido debba raffreddarsi ben al di sotto della sua temperatura di fusione affinché si formi un solido stabile.
Secondo i modelli precedenti, il nucleo interno avrebbe richiesto un super-raffreddamento di 700-1.000 Kelvin per solidificarsi in un miliardo di anni. Tuttavia, un super-raffreddamento di tale entità avrebbe prodotto un nucleo interno più grande di quello osservato. In alternativa, se tale super-raffreddamento non fosse stato raggiunto, il nucleo interno non esisterebbe.
Il nuovo studio, pubblicato su EarthArXiv e in attesa di revisione paritaria, ha analizzato l’effetto di elementi come il carbonio sul super-raffreddamento del ferro. Simulando le interazioni atomiche sotto pressioni elevate con un supercomputer, i ricercatori hanno scoperto che la presenza di carbonio può ridurre il super-raffreddamento necessario, rendendo la solidificazione possibile con temperature inferiori ai 400K.
