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I geologi della Rice University hanno scoperto prove che suggeriscono che l’asse di spin della Terra fosse in un punto diverso milioni di anni fa, un fenomeno chiamato “true polar wander.”Il cambiamento, avvenuto negli ultimi 12 milioni di anni, avrebbe spostato la Groenlandia più in alto nel Circolo Polare artico — che potrebbe aver contribuito all’inizio dell’ultima grande era glaciale, 3,2 milioni di anni fa.

Puoi pensare all’asse di rotazione della Terra come all’asse invisibile attorno al quale gira il pianeta. Questo asse è sempre rimasto lo stesso rispetto al sole, dando alla nostra Terra la sua caratteristica inclinazione assiale. Ma i luoghi in cui questo asse immaginario emerge dalla superficie terrestre — i poli Nord e Sud — non sono sempre stati gli stessi. Questi punti si sono spostati in vari momenti della storia del nostro pianeta, il che significa che i veri poli sono stati in luoghi diversi.

La nuova evidenza di uno di questi cambiamenti deriva da un’analisi di milioni di anni di dati lasciati nel record geologico: nel percorso di hotspot come le Hawaii e nei sedimenti e campi magnetici dal fondo del mare.

Punto caldo per la scienza

La maggior parte del nostro pianeta è fatta di roccia fusa sotto la crosta esterna. Fluttuando e spostandosi su questo magma sono placche tettoniche, che compongono i nostri continenti e il fondo dell’oceano. In alcuni punti, anche se, magma raggiunge la superficie della crosta e filtra però, quello che viene chiamato un “hotspot.”Queste aree hanno un sacco di attività vulcanica: Negli Stati Uniti, ci sono hotspot sotto Yellowstone e Hawaii. Anche queste macchie si muovono rispetto al nucleo interno della Terra, ma non così “veloci” come le placche tettoniche.

Quando una placca tettonica si muove su un hotspot, lascia un percorso nella sua scia. Ad esempio, i resti del movimento della Placca del Pacifico sull’hotspot hawaiano sono molto più lunghi delle sole isole sopra l’acqua create dai vulcani dell’hotspot. Il percorso completo, segnato da vulcani sottomarini dormienti, si estende per 3.600 miglia attraverso il Pacifico dalle Hawai’i alle isole Aleutine dell’Alaska.

Questa heatmap mostra il percorso dell’hotspot hawaiano attraverso la placca del Pacifico come una catena di vulcani dormienti dalle attuali Hawaii alle isole Aleutine dell’Alaska. (Credito: Wikimedia Commons)

I geologi possono utilizzare percorsi come questo per vedere non solo come la piastra si è spostata sull’hotspot, ma anche come l’hotspot stesso si è spostato nel tempo. Osservando più punti caldi in tutto il mondo, possono quantificare il movimento dell’hotspot dopo aver sottratto il movimento noto delle placche tettoniche sopra.

Ciò ha permesso agli autori dello studio Daniel Woodworth e Richard Gordon di utilizzare le posizioni degli hotspot in tutto il mondo come base coerente per mappare i movimenti dell’asse di spin della Terra. Quando l’asse di rotazione della Terra cambia, dovrebbe cambiare posizione rispetto ai punti caldi, non solo rispetto alle placche tettoniche in continuo movimento.

Spostamento equatoriale

La prima prova che Woodworth e Gordon hanno trovato per un asse di rotazione mobile era che uno spostamento passato dell’equatore può essere visto nel record geologico.

Possiamo sempre dire dove è stato l’equatore grazie a qualcosa chiamato forze di Coriolis. Questi si verificano a causa della rotazione della Terra, che crea venti che spingono le acque oceaniche a nord nell’emisfero settentrionale e a sud nell’emisfero meridionale. Questo porta un deficit di acqua superficiale lungo l’equatore nell’oceano. L’oceano si ordina risucchiando più acqua dal più profondo. Questo porta in superficie nutrienti extra, il che significa che più plancton e altre creature possono vivere in quelle acque. Quando questi organismi muoiono, i loro corpi si depositano come sedimenti sul fondo del mare – lungo tutto l’equatore.

Questi depositi di sedimenti extra sono un segno rivelatore di dove si è trovato l’equatore. Poiché sappiamo che la Placca del Pacifico si è costantemente spostata verso nord, devi guardare sempre più a nord per trovare depositi di sedimenti dell’equatore sempre più vecchi.

Ma quando si sottrae il movimento della Placca del Pacifico, il percorso di questi record dell’equatore mostra qualcosa di inaspettato: l’equatore non era dove è ora da 48 milioni di anni fa a circa 12 milioni di anni fa. In altre parole, l’equatore si è mosso. L’unico modo per l’equatore di muoversi è che l’asse di rotazione della Terra — i poli — si muova.

Prove magnetiche

L’altro pezzo di questo puzzle geologico è venuto di nuovo dall’oceano, ma questa volta dai campi magnetici registrati da navi e aerei che sorvegliano il fondo del mare.

La Terra è polarizzata magneticamente grazie al suo nucleo fuso e l’esatto orientamento del magnete gigante cambia nel tempo. Il polo nord e il polo sud magnetici sono sempre leggermente decentrati dai poli geografici che formano l’asse di spin, ma le loro posizioni si aggirano in media attorno ai poli geografici nel tempo.

L’orientamento passato di questo campo magnetico può essere misurato nel fondo oceanico moderno. Questo perché quando viene creata una nuova crosta sul fondo dell’oceano, mantiene la firma magnetica della posizione dei poli al momento della sua formazione. A causa della scala di questi record, il vagare dei poli magnetici viene calcolato in media, il che significa che i poli magnetici sono un proxy accurato per i poli geografici. Woodworth e Gordon hanno usato questi campi magnetici nel fondo del mare per vedere dove si trovavano i poli geografici in tempi diversi negli ultimi 50 milioni di anni.

In nero, l’estensione dei ghiacciai durante l’ultima era glaciale. I geologi pensano che uno dei fattori scatenanti potrebbe essere stato uno spostamento dell’asse di rotazione della Terra negli ultimi 12 milioni di anni. (Credito: Wikimedia Commons)

Il Clima di Connessione

Nel loro nuovo studio pubblicato su Geophysical Research Letters, Woodworth e Gordon spiega che tutti i segni indicano un fenomeno chiamato “true polar wander”, in cui l’asse di rotazione della Terra spostata posizioni rispetto alla superficie del nostro pianeta.

Hanno scoperto che tra 48 milioni e circa 12 milioni di anni fa, l’asse di spin della Terra, e quindi i suoi poli geografici nord e sud, si trovavano in un posto diverso da quello che sono oggi. Molto tempo fa, il Polo Nord sarebbe stato più vicino alla Groenlandia di quanto lo sia ora, e il Polo Sud si sarebbe spostato in modo simile a ovest. Da qualche parte circa 12 milioni di anni fa, i polacchi si trasferirono dove sono ora.

Questo cambiamento potrebbe aver avuto gravi effetti sul clima della Terra, che è particolarmente interessante dato che l’ultima era glaciale è iniziata da qualche parte circa 3,2 milioni di anni fa. Il cambiamento avrebbe spostato la Groenlandia nel circolo polare artico, che avrebbe potuto influenzare l’accumulo di ghiaccio in quel momento. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per risolvere i meccanismi di come ciò avrebbe influenzato il cambiamento climatico in quel momento, Gordon, professore di geofisica, spera che questo possa aggiungere informazioni a un cambiamento climatico passato in un modo che potrebbe informare l’attuale scienza del clima.

“È bello quando possiamo collegare i fenomeni globali legati alle placche to all’importante problema del cambiamento climatico e anche al quadro paleogeografico del mondo”, afferma Gordon.

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