Qual è la temperatura del centro della Terra?

Il quinto strato della Terra: un mistero nel nucleo interno

Uno dei principi base della geologia è che la Terra è composta da quattro strati: la crosta, il mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno, anche se un recente studio dell’Università Nazionale Australiana ha suggerito che la Terra abbia in realtà un quinto strato diverso da questi quattro, che sono sempre stati sotto i nostri piedi. Questo strato si troverebbe nel nucleo interno della Terra.

Viaggio al centro della terra

Più ci spostiamo verso il centro del pianeta, più intensi diventano il calore e la pressione. Fortunatamente, per quelli di noi che vivono nella crosta (lo strato più esterno, dove vive tutta la vita), la temperatura è relativamente costante e confortevole. Questa zona costituisce solo l’1% della massa totale della Terra, come curiosità.

Il punto centrale della Terra, formatosi nei primi 200 dei 4,6 miliardi di anni di storia del nostro pianeta, è profondo più di 6.000 km. È composto da due parti principali: il guscio esterno, composto da una lega di ferro liquido e, al contrario, il nucleo interno è realizzato in lega di ferro solido.

Il nucleo interno ha un raggio stimato di 1220 km, mentre il nucleo esterno si estende ulteriormente per un raggio di circa 3400 km.

Un ambiente infernale

La temperatura nel nucleo interno del nostro pianeta è di circa 5.200° Celsius, che quasi coincide con la temperatura della superficie del Sole, che è di 5.505 ºC; anche se ci sono aree della nostra stella che raggiungono più di 15 milioni di gradi Celsius, ovviamente. La sua temperatura varia enormemente, ma nel nucleo, dove avviene la fusione nucleare, la pressione e la temperatura sono molto elevate, raggiungendo milioni di gradi Celsius. La pressione al centro della Terra è di quasi 3,6 milioni di atmosfere (atm). È circa 9 milioni di volte la pressione atmosferica che gli esseri umani sperimentano al livello del mare sulla superficie terrestre.

Curiosamente, il ferro fonde a 1535 ºC (a pressione atmosferica), l’acqua bolle a 100 ºC e la pelle umana lo sopporta abbastanza bene fino a 55 ºC, quando inizia la disidratazione. È la temperatura massima che gli esseri umani possono sopportare.

Raffreddamento del nucleo terrestre: scoperta scientifica sorprendente

Uno studio recente ha concluso che il nucleo della Terra si è raffreddato da quando il pianeta si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa, quando l’intera superficie era ricoperta da oceani di magma. La comprensione scientifica della velocità con cui avviene questo raffreddamento suggerisce che il processo sta procedendo molto più velocemente di quanto pensassero gli scienziati. Una scoperta che si aggiunge a un corpus di ricerche che supportano l’idea che le radiazioni svolgono un ruolo più importante di quanto precedentemente ipotizzato nell’estrazione del calore dal nucleo terrestre.

Come misurano gli scienziati la temperatura interna?

Per deduzione indiretta (vista l’enorme distanza sotto i nostri piedi). Non possono scavare abbastanza in profondità per usare un termometro per misurare la temperatura, quindi vengono utilizzate varie tecniche, tra cui lo studio delle onde sismiche o di come il ferro si scioglie quando sottoposto a pressioni estremamente elevate. Il ferro è unico in quanto è l’unico elemento che si adatta bene alle caratteristiche sismiche presenti nel nucleo terrestre.

Ricreando queste condizioni in laboratorio utilizzando il ferro elementare, gli scienziati possono effettuare un calcolo e una misurazione corretti della temperatura interna. Gli esperimenti condotti finora hanno fornito stime affidabili della temperatura per i diversi strati della Terra, non solo per il nucleo.

Fonti:

Prove per il nucleo più interno: robusta ricerca di parametri per anisotropia radialmente variabile utilizzando il vicinato J Stephenson, H Tkalčić, M Sambridge Prima pubblicazione: 07 dicembre 2020 https://doi.org/10.1029/2020JB020545

Motohiko Murakami, Alexander F Goncharov, Nobuyoshi Miyajima, Daisuke Yamazaki, Nicholas Holtgrewe, Conduttività termica radiativa della bridgmanite monocristallo al confine nucleo-mantello con implicazioni per l’evoluzione termica della Terra, Earth and Planetary Science Letters, Volume 578, 2022 , 117329, ISSN 0012-821X, DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117329.