Quanto ci vorrà prima che il nucleo della Terra finisca il carburante?

Gli scienziati stanno lavorando duramente per scoprire quanto durerà il nucleo della Terra.

Nucleo della terra, mantello, strati
Il nucleo della Terra è a corto di fiato?

Sulla crosta terrestre le temperature rimangono relativamente stabili durante tutto l’anno. Tuttavia, sotto la crosta, sotto i nostri piedi, c’è un posto incredibilmente caldo – il nucleo della Terra!

Il nucleo della Terra aziona la tettonica a piastre e ci protegge dalle radiazioni solari. Non è solo interessante, ma anche in parte vitale per la Terra. Ma per quanto tempo il nucleo della Terra può rimanere caldo?

Continua a leggere per scoprirlo.

Quanto è caldo il centro della terra?

Quanto è caldo il nucleo della terra?

Temperatura del nucleo terrestre
Quanto è caldo il nostro nucleo terrestre?

Gli esperti ritengono che le temperature nel nucleo della Terra siano più elevate rispetto alla superficie del Sole – oltre 18.032 gradi Fahrenheit (10.000 gradi Celsius).

Come ha fatto a diventare così caldo?

Una teoria è che circa 4,5 miliardi di anni fa il nostro sistema solare era costituito da una nube di particelle di polvere fredda. Questa nube di gas e polvere fu in qualche modo disturbata e cominciò a collassare mentre la gravità tirava tutto insieme, formando un gigantesco disco rotante.

Il centro del disco si è accretolato ed è diventato il sole, e le particelle negli anelli esterni si sono trasformate in grandi palle di gas e liquido fuso che si sono raffreddate e condensate fino ad assumere una forma solida.

Allo stesso tempo, la superficie del pianeta appena formato era sotto il costante bombardamento di grandi corpi che colpivano il pianeta e generavano un immenso calore al suo interno che fondeva la polvere cosmica.

Quando la Terra si è formata, era una sfera uniforme di roccia calda. Il decadimento radioattivo e il calore residuo della formazione dei pianeti hanno reso questa sfera ancora più calda. Alla fine, dopo circa 500 milioni di anni, la temperatura della Terra ha raggiunto il punto di fusione del ferro – circa 1.538° Celsius (2.800° Fahrenheit).

Questo ha permesso al materiale fuso e roccioso della Terra di muoversi ancora più velocemente. Materiali relativamente galleggianti, come i silicati, l’acqua e persino l’aria, sono rimasti vicino all’esterno del pianeta, formando il primo mantello e la prima crosta. Gocce di ferro, nichel e altri metalli pesanti si sono spostate verso il centro del pianeta e hanno formato il nucleo iniziale. Questo processo è chiamato differenziazione planetaria.

In contrasto con la crosta e il mantello ricchi di minerali, si pensa che il nucleo sia composto quasi interamente di metallo – nello specifico, ferro e nichel. Mentre il nucleo interno è pensato per essere una sfera solida con un raggio di circa 1.220 km (760 miglia) e una temperatura superficiale di 5.700 K (5.430 °C; 9.800 °F), il nucleo esterno è pensato per essere uno strato liquido di circa 2.400 km (1.500 miglia) di spessore, raggiungendo temperature da 3.000 K (2.730 °C; 4.940 °F) a 8.000 K (7.730 °C; 13.940 °F).

Si pensa che il nucleo sia così caldo a causa del decadimento degli elementi radioattivi, del calore residuo della formazione del pianeta e del calore rilasciato quando il nucleo esterno liquido si solidifica al suo confine con il nucleo interno.

Quindi il nucleo è incredibilmente caldo, ma per quanto tempo può rimanere caldo?

Gli scienziati della University of Maryland affermano di essere in grado di rispondere alla domanda entro i prossimi quattro anni.

Per azionare i movimenti della placca tettonica terrestre e alimentare il suo campo magnetico è necessaria un’immensa quantità di energia. L’energia deriva dal centro della Terra, ma gli scienziati sono sicuri che il nucleo si raffredda molto, molto lentamente.

Cosa rende caldo il centro della terra?

centro della terra
Perché il nostro nucleo terrestre è così caldo?

Il centro della Terra è tenuto caldo da due “fonti di combustibile”: L’energia primaria rimasta dalla formazione del pianeta e l’energia nucleare creata dal decadimento radioattivo naturale.

La formazione della Terra è avvenuta in un momento in cui il sistema solare era pieno di energia. Nella sua infanzia, i meteoriti bombardavano costantemente il pianeta che si stava formando, causando forze di attrito eccessive. A quel tempo, la Terra era piena di attività vulcanica.

Quanto durerà il nucleo della Terra?

Fin dall’inizio, il pianeta si è raffreddato in modo significativo. Tuttavia, rimane un residuo di calore proveniente dalla formazione della Terra. Sebbene il calore primordiale si sia in gran parte dissipato, un’altra forma di calore continua a scaldare il mantello e la crosta terrestre.

Naturalmente i materiali radioattivi si trovano in grandi quantità nelle profondità della terra, e alcuni si trovano vicino alla crosta terrestre. Il calore viene rilasciato durante il processo di decadimento naturale del materiale radioattivo.

Gli scienziati sanno che il calore proveniente dall’interno della Terra fluisce nello spazio ad una velocità di circa 44 × 1012 W (TW). Quello che non sanno, però, è quanto di questo calore provenga dai tempi primordiali.

Echi sismici
Gli echi sismici rivelano strutture nel manto terrestre

Il problema è che se il calore della Terra è dovuto per lo più al decadimento primordiale, allora si raffredderà molto più velocemente. Tuttavia, se la maggior parte del calore è dovuto al decadimento radioattivo, è probabile che il calore della terra duri molto più a lungo.

Sembra piuttosto allarmante, ma alcune stime per il raffreddamento del nucleo della Terra prevedono che ci vorranno decine di miliardi di anni, o addirittura 91 miliardi di anni. Si tratta di un periodo di tempo molto lungo, e infatti il Sole probabilmente brucerà molto prima del nucleo – tra circa 5 miliardi di anni.

Perché è importante la temperatura del nucleo della terra?

Il nucleo della Terra mantiene stabile la temperatura, ma soprattutto mantiene il campo magnetico terrestre. Il campo magnetico terrestre è creato dal movimento del nucleo esterno del metallo fuso.

Questo massiccio campo magnetico si estende nello spazio e intrappola le particelle cariche, la maggior parte delle quali viene raccolta dai venti solari.

I campi creano una barriera impenetrabile nello spazio che impedisce agli elettroni più veloci ed energetici di raggiungere la Terra. I campi sono conosciuti come la cintura di Van Allen, e rendono possibile la vita sulla superficie terrestre. Senza la protezione del campo magnetico, il vento solare impoverirebbe lo strato di ozono dell’atmosfera terrestre, che protegge la vita dalle dannose radiazioni ultraviolette.

La raccolta di particelle cariche devia il vento solare e lo intrappola in modo che non possa strappare la Terra dalla sua atmosfera. Senza di essa, il nostro pianeta sarebbe sterile e senza vita. Si ritiene che Marte avesse una volta una cintura Van Allen che lo proteggeva anche dal mortale vento solare. Tuttavia, man mano che il nucleo si è raffreddato, ha perso il suo scudo protettivo ed è ora una desolata terra desolata.

Quanto durerà il carburante della Terra?

campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre ci protegge

Attualmente, molti modelli scientifici possono stimare la quantità di carburante rimasta per alimentare i motori della Terra. Tuttavia, i risultati variano notevolmente, il che rende difficile trarre una conclusione definitiva. Al momento non si sa quanta energia primordiale e radioattiva sia rimasta.

“Sono tra gli scienziati che hanno creato un modello compositivo della Terra e previsto la quantità di carburante all’interno della Terra”, ha detto uno degli autori dello studio William McDonough, professore di geologia all’Università del Maryland.

“Siamo in un campo di congetture. A questo punto della mia carriera, non mi interessa se ho ragione o torto, voglio solo sapere la risposta”. Tuttavia, i ricercatori ritengono che con i moderni progressi tecnologici si possa fare una previsione più accurata.

Per determinare quanto combustibile nucleare rimane sulla Terra, i ricercatori utilizzano sensori avanzati per rilevare alcune delle più piccole particelle subatomiche conosciute dalla scienza – i geoneutrini. Le particelle di geoneutrino sono i sottoprodotti delle reazioni nucleari che avvengono nelle stelle, nelle supernovae, nei buchi neri e nei reattori nucleari artificiali.

Rilevare quanto carburante è rimasto

Rilevare le particelle antineutrine è un compito immensamente difficile. Rilevatori massicci delle dimensioni di un piccolo edificio per uffici sono sepolti nella crosta terrestre a oltre 0,6 miglia (un chilometro) di profondità. Questa profondità può sembrare eccessiva, ma è necessario creare uno scudo dai raggi cosmici che può causare falsi positivi.

Durante il funzionamento, il rivelatore è in grado di rilevare gli antineutrini quando si scontrano con gli atomi di idrogeno all’interno dell’apparecchio. Dopo la collisione, si possono rilevare due lampi luminosi che annunciano inequivocabilmente l’evento.

Contando il numero di collisioni, gli scienziati possono determinare il numero di atomi di uranio e di torio che rimangono all’interno del nostro pianeta.

Purtroppo, i rilevatori KamLAND in Giappone e Borexino in Italia rilevano solo circa 16 eventi all’anno, rendendo il processo faticosamente lento. Tuttavia, con tre nuovi rilevatori che dovrebbero entrare in funzione nel 2020 – il rilevatore SNO+ in Canada e i rilevatori Jinping e JUNO in Cina – i ricercatori prevedono di rilevare più di 500 eventi all’anno.

“Una volta raccolti tre anni di dati antineutrini da tutti e cinque i rilevatori, siamo sicuri che avremo sviluppato un indicatore di carburante accurato per la Terra e saremo in grado di calcolare la quantità di carburante rimanente all’interno della Terra”, ha detto McDonough.

Il rivelatore Jinping in Cina è oltre quattro volte più grande di qualsiasi rivelatore precedente. Anche se il rivelatore è grande, il rivelatore JUNO sarà uno sconcertante 20 volte più grande di qualsiasi rivelatore precedente.

“Sapere esattamente quanta energia radioattiva c’è sulla Terra ci dirà qualcosa sul tasso di consumo passato della Terra e sul suo futuro bilancio di combustibile”, spiega McDonough.

Pahoehoe Lava
Pahoehoe Lava

“Mostrando quanto velocemente il pianeta si è raffreddato dalla sua nascita, possiamo stimare quanto durerà questo carburante”.

Quando JUNO sarà online – si spera nel 2021 – i dati raccolti dovrebbero aiutare scienziati come McDonough a stimare quanto tempo rimane prima che il nucleo della Terra si raffreddi. Fino ad allora, siate certi che le stime saranno probabilmente centinaia di milioni, forse addirittura miliardi, di anni nel futuro.

Quindi non c’è motivo di fare piani per trasferirsi su un nuovo pianeta a breve.