41.000 anni fa, la Terra subì un estremo bombardamento di raggi cosmici.

La superficie terrestre è bombardata quotidianamente da miliardi di raggi cosmici, particelle subatomiche ad altissima energia dallo spazio. Fortunatamente, il nostro pianeta può contare sulla sua magnetosfera per proteggersi. Ma cosa succede quando il campo magnetico (noto anche come scudo terrestre) si indebolisce? Era proprio questo lo scopo dell’assemblea generale della European Geosciences Union che si è svolta il 19 aprile 2024.

Quando i raggi cosmici si scontrano con la Terra…

La radiazione cosmica è costituita da particelle altamente energetiche provenienti dallo spazio profondo. Ma, così come intercetta la radiazione solare più pericolosa, la magnetosfera terrestre farà altrettanto con questi raggi cosmici, sicchénel momento in cui raggiungono il suolo, la loro intensità sarà diminuita in modo significativo.

Tuttavia, non dovremmo vedere la magnetosfera come una regione immutabile che avvolge il nostro pianeta. Se il vero nord rimane sempre immutato, il nord magnetico della Terra può cambiare nel tempo a causa dei movimenti dinamici del nucleo terrestre. Questo fenomeno, chiamato deriva dei poli magnetici, è un processo naturale che si verifica su scale temporali geologiche. Ci sono stati periodi nel lontano passato della Terra in cui i poli magnetici si sono invertiti. Durante questo fenomeno chiamato inversione magnetica, il nord magnetico diventa sud e viceversa.

Può anche succedere che invece di due poli magnetici, la Terra si ritrovi con una moltitudine di poli, inducendo così un'escursione geomagnetica. Questi eventi possono quindi avere a impatto significativo sulla magnetosfera e considerevolmente indebolire il campo magnetico terrestre.

Per i ricercatori, questi fenomeni sollevano una questione cruciale

Infatti, i periodi in cui l’intensità della magnetosfera è bassa sono correlati a sconvolgimenti della biosfera (l’area in cui esiste la vita terrestre, comprendente tutti gli ecosistemi e gli organismi viventi dalle vette più alte alle profondità marine abissali, nonché le interazioni tra loro e con il loro ambiente fisico)?

COME'afferma Sanja Panovska, la ricercatrice del Centro di ricerca sulle scienze della terra di Potsdam (Germania) che ha presentato l’assemblea generale lo scorso aprile, “ comprendere questi eventi estremi lo è importante nel caso in cui una situazione simile si ripeta in futuroper le previsioni climatiche nello spazio e per valutarne gli effetti sull'ambiente o sul sistema Terra. »

L'effetto dei raggi cosmici ad alte dosi

Per determinare quando la Terra ha subito bombardamenti di radiazioni cosmiche più prolungati, i ricercatori possono farlo studiare la presenza di diversi isotopi, varianti di un elemento chimico che hanno lo stesso numero di protoni, ma un numero diverso di neutroni, che possono dar luogo a proprietà fisiche o chimiche distinte. I nuclidi cosmogenici (o isotopi cosmogenici) prodotti dall'interazione tra particelle di radiazione cosmica e alcuni atomi provenienti dall'ambiente terrestre possono infatti accumularsi nel tempo nei sedimenti, consentendone lo studio.

Tuttavia, l’escursione di Laschamps di 41.000 anni fa è uno degli esempi più studiati di escursione del campo magnetico. Sanja Panovska si è quindi impegnata a studiare l' legame tra l'intensità della magnetosfera e la concentrazione di nuclidi cosmogenici come il berillio 10 osservato durante questo evento.

Quali conclusioni?

Il ricercatore stima che il tasso medio di produzione del berillio 10 abbia avuto raddoppiato rispetto ad oggi. Ciò indica che durante l'escursione di Laschamps, la magnetosfera era davvero molto debole, consentendo a più radiazioni di raggiungere l'atmosfera terrestre e creando sciami di particelle secondarie. Grazie alle sue misurazioni ha potuto ricostruire la magnetosfera terrestre e scoprire così che era così si è ristretto durante questo evento poiché la sua forza si è indebolita.

Questo lavoro apre quindi la strada a ricerche più approfondite per una comprensione sempre più precisa dei nuclidi cosmogenici, dei bombardamenti di radiazioni cosmiche e del loro effetto sulla biosfera.