Sorpresa: il nucleo interno della Terra non è affatto una sfera metallica compatta e indistinta, ma è suddiviso in due parti - una dentro l'altra, un po' come due scatole cinesi - dotate di caratteristiche strutturali differenti.

La scoperta, che potrà fornire nuove preziose informazioni su come si è formato il nostro pianeta, sulla sua storia e su altri processi dinamici della Terra, è di un gruppo di geofisici dell'Università dell'Illinois e della Nanjing University, in Cina, che firmano un articolo pubblicato su “Nature Geoscience”.

Studiando i tempi di percorrenza e gli angoli di riflessione delle onde sismiche generate dai terremoti – una tecnica chiamata tomografia sismica - finora i geofisici avevano suddiviso il nucleo del nostro pianeta in due parti: il nucleo esterno, allo stato fluido e composto di ferro e nichel, e il nucleo interno, composto unicamente da ferro, che a causa delle elevatissime pressioni è allo stato cristallino.

Una delle proprietà del nucleo interno scoperte in questo modo è che la velocità delle onde che lo attraversano non è sempre la stessa, ma dipende dalla loro direzione di propagazione (anisotropia): un'onda sismica viaggia più o meno speditamente nel nucleo interno a seconda dell'angolo che la sua direzione di propagazione forma rispetto al piano del reticolo cristallino formato dagli atomi di ferro. Gli studi finora condotti avevano indicato che i cristalli di ferro del nucleo interno sono allineati in direzione Nord-Sud, dando luogo a un'anisotropia cilindrica in cui l'asse di simmetria è parallelo all'asse di rotazione della Terra.

Xiaodong Song e colleghi hanno ora preso in considerazione le misurazioni effettuate da una ampia rete di centri di rilevazione sismica di tutto il mondo relativamente ai terremoti avvenuti fra il 1992 e il 2012. A differenza dei precedenti studi di tomografia sismica, però, i ricercatori non hanno preso in esame solo i dati relativi alla trasmissione della scossa principale, ma hanno analizzato anche i fenomeni di risonanza interna generati nel corso di tutto il terremoto. In questo modo sono riusciti a ottenere una immagine tomografica del nucleo dotata di una risoluzione molto maggiore.

Dall'analisi dei dati è così risultato che il nucleo interno (inner core) contiene un ulteriore nucleo, un nucleo “intimo” (propriamente, inner inner core, IIC), del diametro pari alla metà circa dell'altro nucleo. Nell'IIC, i cristalli di ferro sono allineati in direzione Est-Ovest, ossia in direzione perpendicolare a quella dei cristalli della parte esterna del nucleo in cui è contenuto (outer inner core, OIC).

Non solo: i cristalli dell'IIC si comportano in modo diverso da quelli dell'OIC, e ciò significa che l'inner inner core potrebbe essere caratterizzato da una struttura cristallina differente.

"Il fatto che ci siano due regioni nettamente diverse può dirci qualcosa sull'evoluzione del nucleo interno", ha detto Song. “Per esempio, nel corso della storia della Terra, il nucleo interno potrebbe avere subito un cambiamento molto drammatico nel suo regime di deformazione. Questa potrebbe essere la chiave per capire come il pianeta si è evoluto." (red)