L’accelerazione anomala del Polo Nord magnetico



Il Polo Nord magnetico non è mai stato stabile. Nell’ultimo secolo, la direzione in cui puntano gli aghi delle bussole si è spostata sempre più a nord, a causa del movimento del liquido contenuto nel nucleo esterno della Terra, che si agita a circa 2.900 chilometri sotto la superficie. Ma in anni recenti gli studiosi hanno notato qualcosa di anomalo: il movimento del Polo Nord magnetico, di solito a passo lento, ha subito un’accelerazione che lo ha portato ad attraversare molto velocemente l’emisfero settentrionale; e nessuno sa spiegare perché.

I cambiamenti sono stati così evidenti che gli scienziati hanno dovuto lavorare su un aggiornamento di emergenza del Modello Magnetico della Terra, il sistema matematico su cui si basa la navigazione, dai telefoni cellulari alle navi, ai voli di linea. Ma poi lo “shutdown” del governo statunitense ha ritardato la pubblicazione ufficiale del modello, come riportato da Nature News all’inizio di quest’anno.
 
Ora l’attesa del nuovo Polo Nord magnetico è finita. L’aggiornamento del

Modello Magnetico della Terra è stato ufficialmente pubblicato lunedì scorso, e il Polo Nord magnetico è stato individuato precisamente.
Restano ancora molte domande aperte: perché il Polo Nord magnetico sta cambiando così velocemente?
Il ritardo nell’aggiornamento ha avuto conseguenze?

Che cos’è il Polo Nord magnetico?
Il Polo Nord magnetico è uno dei tre “poli nord” del nostro pianeta. In primo luogo c’è un vero polo nord, che coincide con l’estremità settentrionale dell’asse attorno al quale ruota la Terra.
Ma la bolla magnetica che protegge il nostro pianeta, la magnetosfera, non è perfettamente allineata con questa rotazione. Infatti la dinamo del nucleo magnetico genera un campo magnetico che è leggermente inclinato rispetto all’asse di rotazione terrestre.
L’estremità settentrionale di questo magnete di dimensione di un pianeta è nota come Polo Nord geomagnetico: un punto che si trova al largo della costa nord-occidentale della Groenlandia, che nel corso dell’ultimo secolo si è spostato poco.
E infine c’è il Polo Nord magnetico, individuato dalla bussola, che è definito come il punto in corrispondenza del quale le linee del campo magnetico puntano verticalmente verso il basso. A differenza del Polo Nord geomagnetico, questo polo è più sensibile ai moti ondosi del ferro liquido che si trova all’interno del nucleo. Queste correnti modificano il campo magnetico, spostando anche di molto il Polo Nord magnetico sul globo terrestre.
“Il Polo Nord magnetico è un punto molto sensibile”, spiega Phil Livermore, geofisico della University of Leeds, nel Regno Unito.

Il Modello Magnetico della Terra
Il primo a localizzare il Polo Nord magnetico fu James Clark Ross, nel 1831, tra le sperdute isole del territorio canadese del Nunavut. Da allora il polo è migrato con decisione verso nord, attraversando centinaia di chilometri negli ultimi decenni (mentre il polo opposto, il Polo Sud magnetico, si è spostato poco nello stesso periodo).

Per seguire questi cambiamenti, il National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) statunitense e il British Geological Survey (BGS) hanno sviluppato ciò che poi sarebbe diventato noto come il Modello Magnetico della Terra, “in modo da avere tutti la stessa mappa”, dice Ciaran Beggan, geofisico del BGS.

Il modello viene aggiornato ogni cinque anni, e l’ultimo aggiornamento risaliva al 2015. Tra un aggiornamento e l’altro, gli scienziati testano l’accuratezza del modello utilizzando dati provenienti da osservatori magnetici sulla Terra e dalla missione Swarm dell’Agenzia Spaziale Europea – un trio di satelliti che mappano il campo magnetico girando intorno alla terra 15 volte al giorno. Finora, questo era bastato a rimanere aggiornati sullo spostamento del Polo Nord magnetico verso la Siberia.

A metà del secolo scorso, il Polo Nord magnetico si muoveva a meno di una trentina di metri al giorno, con uno spostamento di meno di 12 chilometri l’anno. Ma, negli anni Novanta, qualcosa è cambiato. Il Polo Nord magnetico ha cominciato a muoversi a circa 55 chilometri l’anno.

 “Sta accadendo qualcosa di molto strano a latitudini elevate”, dice Livermore, sottolineando che questo aumento di velocità è sembrato coincidere con un potenziamento del getto nel nucleo esterno liquido del pianeta. Tuttavia non siamo certi di un collegamento tra le due cose.

All’inizio del 2018 gli scienziati si sono resi conto che il modello sarebbe diventato presto inadeguato per la navigazione. Si doveva fare qualcosa prima dell’aggiornamento previsto regolarmente nel 2020. Lo shutdown del governo statunitense ha danneggiato la navigazione? Gli studiosi del NOAA e del BGS hanno corretto il modello basandosi su tre anni di dati recenti. La versione aggiornata era stata anticipata online lo scorso ottobre. Come spiega Beggan, ad uso dei principali utilizzatori del modello, cioè il Dipartimento della Difesa statunitense, il Ministero della Difesa britannico e la NATO.

Il recente shutdown del governo statunitense ha ritardato la pubblicazione dell’aggiornamento completo, che include calcolatori online, software e una nota tecnica che descrive i cambiamenti. In pratica, secondo il geomagnetista Arnaud Chulliat della University of Colorado di Boulder che ha collaborato all’aggiornamento, chiunque utilizzi la navigazione magnetica potrebbe beneficiarne.

Il modello è utile per molti dei nostri moderni sistemi di mappatura, inclusi Google ed Apple, aggiunge Beggan. Ma la differenza non è così rilevante per la maggior parte degli usi civili, e i cambiamenti riguardano principalmente le latitudini sopra i 55 gradi.

“Questo cambiamento non ha un effetto sull’utente medio, a meno che non stia facendo trekking nell’Artico”, prosegue Beggan.

Perché questi cambiamenti
L’interesse per queste variazioni inaspettate non è legato solo alla necessità di mappare il campo: la danza delle linee del campo magnetico terrestre rappresenta una delle poche finestre sui processi che accadono a migliaia di chilometri sotto i nostri piedi.

Al convegno dell’American Geophysical Union del 2018, Livermore ha descritto ciò che definisce un “braccio di ferro” del campo magnetico, che potrebbe fornire una spiegazione alle recenti anomalie. È come se il Polo Nord magnetico fosse controllato da due parti di campo magnetico, spiega, una situata sotto il Canada settentrionale e l’altra sotto la Siberia. Storicamente, quella sotto il Canada sembra sia stata più forte, mantenendo il Polo Nord magnetico sotto il suo controllo. Ma di recente sembra non sia più così.

“Sembra stia vincendo la parte siberiana”, prosegue; “è come se stesse trascinando il campo magnetico sul suo lato del polo geografico”.

Questo potrebbe essere dovuto a un getto che all’interno del nucleo si sta spalmando e quindi indebolisce il campo magnetico al di sotto del Canada, continua. Sembra che l’aumento di velocità del getto sia coinciso con lo spostamento verso nord del Polo Nord magnetico degli ultimi decenni. Ma non possiamo essere certi di una correlazione.

E ora cosa accadrà al Polo Nord magnetico?
Difficile fare previsioni su cosa accadrà al Polo Nord magnetico, o capire se manterrà la velocità attuale nella sua migrazione verso la Siberia, sottolinea Robyn Fiori, ricercatore del Natural Resources Canada. L’unica cosa che sembra essere certa è la sua imprevedibilità.

Le rocce raccontano di movimenti dei poli magnetici ancora più strani, facendo ipotizzare che negli ultimi 20 milioni di anni il Polo Nord e il Polo Sud magnetico si siano invertiti molte volte. Sembra che questo accada circa ogni 200.000-300.000 anni. Le cause esatte di queste inversioni restano non chiarite. Ma quest’ultimo movimento non dovrebbe farci temere un’imminente inversione.

“Non ci sono segnali di un’inversione imminente”, assicura Beggan. “E anche se ci fosse, le tracce geologiche mostrano che questi eventi di solito accadono nell’arco di migliaia di anni”.

I modelli del Polo Nord magnetico suggeriscono che quest’ultimo balzo non è neanche la cosa più strana che questo polo abbia fatto nella sua storia recente, aggiunge Fiori. Prima del 1900 le sue peregrinazioni probabilmente erano molto più agitate, con possibili tornanti nel Canada settentrionale che potrebbero aver spostato il polo verso sud per un breve periodo.

“E’ tutto legato ai cambiamenti nei moti del fluido del nucleo esterno”, sottolinea. Perciò è difficile dire se questa nuova velocità raggiunta dal Polo Nord magnetico sia stabile.
“Quello che sappiamo è che il polo adesso si sta muovendo più velocemente rispetto ai decenni scorsi, ma quanto spesso questo fenomeno accade su tempi più lunghi?”, si chiede Geoff Reeves, scienziato del Los Alamos National Lab.
“Non lo sappiamo. Ciò che sappiamo è che sta cambiando comportamento, e dal punto di vista scientifico è entusiasmante”.