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Cosa c’e’ sotto i nostri piedi?

28 Apr

In questi giorni, molti giornali e siti internet hanno pubblicato la notizia di una nuova misura rigurdante la temperatura al centro della Terra. Come avrete letto, il nuovo risultato stabilisce una temperatura del centro della Terra a 6000 gradi centigradi, ben 1000 gradi maggiore rispetto al valore precedentemente conosciuto e misurato circa 20 anni fa. Tra l’altro, moltissime fonti enfatizzano il fatto che questi 6000 gradi, misurati al centro del nostro pianeta, sono paragonabili alla temperatura esterna del Sole.

Temperature della Terra dalla superficie al centro

Temperature della Terra dalla superficie al centro

E dunque? Purtroppo, come spesso accade, molti siti sono sempre pronti a pubblicare notizie di carattere scientifico, ma un po’ meno a dare spiegazioni. In realta’, questa misura e’ estremamente complessa ed e’ stata possibile solo grazie alla collaborazione di diversi centri di ricerca. Inoltre, la nuova determinazione della temperatura interna del pianeta, consente di verificare molti modelli riguardanti diversi settori della scienza.

Da quanto detto, credo che questa notizia meriti un piccolo approfondimento, anche solo per capire meglio questi concetti, che sempre affascinano le persone.

Per prima cosa: come e’ stata fatta questa misura?

Ad oggi, sappiamo che, scendendo verso il centro della Terra, ci sono zone ad alta pressione occupate da ferro e zolfo liquidi. Pian piano che ci avvicianiamo al centro pero’, e le pressioni continuano ad aumentare, si trova un blocco di ferro solido, che occupa la parte piu’ interna del nostro pianeta. Come sappiamo questo? L’evidenza di questa composizione, ma anche il volume occupato dalla parte solida e da quella liquida, vengono determinati studiando le onde sismiche dei terremoti di intensita’ maggiore. Cosa significa? Le onde emesse durante un forte sisma, si propagano all’interno della Terra e interagiscono in modo diverso incontrando un volume solido o liquido. Bene, misurando queste interferenze, se volete ascoltando il loro eco, e’ possibile determinare lo spessore del nucleo solido del nostro pianeta. Purtroppo, questi studi non ci danno nessuna informazione sulla temperatura interna della Terra. Per ricavare questi valori e’ necessario procedere in modo diverso.

Arriviamo dunque alla misura in questione. Come potete immaginare, sapendo che nel nucleo e’ presente sia ferro solido che liquido, basta determinare i punti di fusione di questo metallo per arrivare all’informazione cercata. Purtroppo, il discorso non e’ cosi’ semplice. In questo caso, oltre alla temperatura, gioca un ruolo essenziale anche la pressione a cui il ferro e’ sottoposto. Pressione e temepratura sono due variabili indipendenti di cui tenere conto per determinare il punto di fusione del ferro.

Per capire questo importante concetto, vi faccio un esempio noto a tutti. Quando si dice che la temperatura di ebollizione dell’acqua e’ 100 gradi, ci si riferisce alla pressione atmosferica. Come sicuramente avrete sentito dire, esistono delle differenze per questo valore a seconda che vi troviate al mare o in montagna. Questo e’ comprensibile proprio considerando i diversi valori di pressione. In questo caso, possiamo vedere la pressione come il peso della colonna d’aria sopra le nostre teste. Variando il valore della pressione, cambia dunque la temperatura di ebollizione dell’acqua. La stessa cosa avviene per il ferro al centro della terra, ma per valori di temperatura e pressioni molto diversi da quelli a cui siamo abituati.

Quando parliamo di pressioni al centro della Terra, stiamo pensando a valori che si aggirano intorno a qualche milione di atmosfere. Per poter studiare le traformazioni di fase del ferro con questi valori di pressione e temperatura, i ricercatori francesi hanno costruito uno strumento ad hoc, di cui vi mostro uno schema:

Schema dello strumento utilizzato per simulare le pressioni al centro della Terra

Schema dello strumento utilizzato per simulare le pressioni al centro della Terra

Come vedete, una lamina di ferro viene messa tra due diamanti, in modo tale che la punta tocchi la superficie. Spingendo i due diamanti su un punto molto piccolo, si riescono a creare le pressioni richieste per la misura. Per scaldare invece il ferro alle temperature richieste, vengono utilizzati potenti fasci laser in grado di far salire la temperatura fino a diverse migliaia di gradi.

A questo punto, appare evidente che tutto il sistema debba essere isolato termicamente e chimicamente dall’ambiente esterno per impedire perdite di calore ma anche che il ferro reagisca con l’ambiente viziando il risultato. In questo caso, per poter determinare lo stato solido o liquido del campione, si sono utilizzate le emissioni a raggi X del materiale, in modo da poter determinare lo stato fisico, senza perturbare in nessun modo la misura.

Dai modelli sismici utilizzati, nello strato in cui il ferro e’ liquido, si ha una temperatura di 4800 gradi con una pressione di 2.2 milioni di atmosfere, risultato confermato dalla misura. Se pero’ aumentiamo ancora la pressione, analogamente a quanto accade mentre scendiamo vicino la centro della Terra, e la portiamo ad un valore di 3.3 milioni di atmosfere, ci si accorge che per far solidificare il ferro, come osservato dallo studio delle onde sismiche, e’ necessaria una temperatura di 6000 gradi.

Cosa significa questo? Riassumendo, sappiamo dai modelli sismici che il centro della terra e’ di ferro solido circondato da ferro liquido. Con il dispositivo visto, e’ stato possibile determinare che alle pressioni del centro della Terra, affinche’ il ferro sia solido, e’ necessaria una temperatura di 6000 gradi. Bene, questo e’ proprio il valore della temperatura al centro del nostro pianeta e che e’ stato possibile misurare con precisione, solo 500 gradi di incertezza sperimentale, con questa importantissima ricerca.

Come vi avevo anticipato, queto nuovo valore e’ circa 1000 gradi superiore a quello precedente ottenuto 20 anni fa. Perche’ questa differenza? Il sistema usato in precedenza per ottenere le alte pressioni richieste era molto simile a quello odierno. La caratteristica che ha permesso di misurare con precisione la temperatura, e’ lo studio delle transizioni del ferro osservando il tutto ai raggi X. Nella precedente misura, venivano utilizzate onde visibili. Come evidenziato in questa nuova misura, arrivati a circa 5000 gradi, si presentano fenomeni di cristallizzazione superficiale del ferro, che molto probabilemnte sono stati interpretati in passato come l’inizio della transizione nella fase solida, mentre, come visto in questa misura, per arrivare in questo stato, e’ necessario aumentare ancora di 1000 gradi la temperatura.

Ultima importante considerazione: come visto, la temperatura del mantello intorno al nucleo e’ di circa 4800 gradi, cioe’ 1200 gradi inferiore a quella del blocco di ferro solido. Bene, questa differenza di temperatura e’ fondamentale per capire un altro importante parametro del nostro pianeta e di cui spesso abbiamo parlato, il campo magnetico. Come sapete, spesso abbiamo parlato di geomagnetismo per sfatare tutte quelle voci catastrofische che vorrebbero un’inversione dei poli in corso:

Inversione dei poli terrestri

L’anomalia del Sud Atlantico

Il battito naturale …. della Terra

Bene, la differenza di temperatura tra gli strati interni, insieme anche alla rotazione della terra intorno al suo asse, sono proprio i responsabili della generazione del nostro campo magnetico. Per dirlo in parole semplici, l’interno della Terra si comporta come una dinamo in cui le correnti sono correnti termiche spinte dalla differenza di temperatura.

Come vedete, alla luce di quanto detto, e’ abbastanza riduttivo quanto si puo’ leggere sui giornali. Questa misura e’ estremamente interessante dal punto di vista tecnico, ma soprattutto i risultati ottenuti sono di prim’ordine. Come anticipato, i nuovi valori trovati consentiranno di migliorare notevolmente i modelli anche dal punto di vista geologico, utili anche per studiare la propagazione dei terremoti sul nostro pianeta. Detto questo, la misura apre il campo anche a possibili studi per cercare di riprodurre in laboratorio le condizioni di pressione e temperatura presenti in ogni strato del nostro pianeta. Avere una mappa di questo tipo, potrebbe fornire dati estremamente importanti per capire al meglio anche l’origine e l’evoluzione della nostra Terra.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Pioggia di meteore in Russia

15 Feb

Stamattina, tutti i giornali riportano la notizia di una pioggia di meteoriti avvenuta in Russia centrale, nella regione degli Urali e che ha causato diverse centinaia di feriti in 6 citta’ della regione.

Ecco uno dei video di quanto avvenuto:

Come avrete visto, la rete e’ piena di testimonianze fotografiche e video, in cui si vede chiaramente questo corpo entrare in atmosfera, lasciare una lunga scia in cielo e poi arrivare in frammenti fino a terra. Inutile dire che la notizia ha fatto immediatamente il giro del mondo ed ovviamente acceso molti animi catasftrofisti in giro per la rete.

Cerchiamo di fare un po’ di chiarezza a riguardo, capendo meglio cosa e’ successo. In questo caso, e’ molto importante perche’ in rete ho letto tantissime inesattezze ma anche speculazioni riguardo a questo evento.

Prima cosa importantissima da dire: l’evento russo e’ assolutamente non legato al passaggio di 2012 DA14 di cui abbiamo parlato in questi post:

– L’asteroide 2012 DA14

2012 DA14: c.v.d.

2012 DA14, ci siamo quasi!

Facilmente in rete trovate titoli del tipo: caduto in Russia DA14, pericolo dallo spazio, gli scienziati hanno mentito. Questo e’ completamente non esatto. Cerchiamo di capire il perche’. Come detto nei post precedenti, 2012 DA14 e’ previsto alla minima distanza stasera intorno alle 20.30. 12 ore di distanza, in termini astronomici, vogliono dire tantissimo. Come visto, DA14 viaggia a circa 8 Km/s per cui all’ora dell’evento russo era ancora troppo lontano dalla Terra. Riguardo a DA14 ribadiamo dunque la sua completa non pericolosita’, ma soprattutto l’assoluta non correlazione con quanto accaduto sugli Urali.

Cosa e’ successo in Russia? Semplicemente un asteroide di piccole dimensioni e’ entrato nella nostra atmosfera e’ arrivato a circa 10-15 Km di altitudine e si e’ rotto in tanti pezzi di dimensioni minori. Parlo di piccole dimensioni, dal momento che corpi di questo tipo difficilmente superano qualche metro di diametro.

Inutile dirvi che asteroidi di questo tipo entrano frequentemente nella nostra atmosfera, ma quasi mai riescono ad arrivare fino a Terra e, ancora con meno probabilita’, riescono a creare feriti. Questa volta, purtroppo, l’oggetto, probabilmente anche a causa della traiettoria seguita in atmosfera, ha lanciato frammenti fino a Terra.

Altra inesattezza che leggo, secondo la stampa migliaia di frammenti sarebbero arrivati a Terra rompendo le finestre. Anche questo e’ in parte sbagliato. Molte finestre sono state rotte tutte insieme dall’onda d’urto dell’esplosione. Ovviamente, come riportato nelle testimonianze, alcuni frammenti sono arrivati a terra ma il loro numero non pensate sia cosi’ elevato come vogliono farvi credere.

Altra informazione sbagliata e’ che il realta’ l’asteroide sia stato distrutto da un missile lanciato nell’ambito del programma di scudo spaziale sviluppato dai russi. Anche questo e’ falso, in particolare nei video non vedete nessuna scia addizionale di un missile che distrugge il corpo. Di sistemi di difesa di questo tipo abbiamo parlato qui:

Asteroidi: sappiamo difenderci?

Come detto prima, le dimensioni del corpo erano troppo piccole per essere individuate dalla rete di monitoraggio per i NEO intorno alla Terra.

Quello che e’ successo e’ che alcuni frammenti maggiori dell’asteroide sono riusciti ad arrivare a Terra e sono chiaramente visibili nei video grazie alla scia di condensa rilasciata nell’atmosfera, cosi’ come gli aerei di linea.

Gia’ l’anno scorso, avevamo parlato del fenomeno dei bolidi:

Bolide a Novara?

Meteorite in Inghilterra provoca terremoti?

Palla di Fuoco nei cieli del Sud Italia

Altro bolide in Sicilia?

In questo caso pero’, gli asteroidi, o i frammenti, non erano arrivati fino a Terra anche se, a causa dell’esplosione e delle scie in cielo, avevano destato l’attenzione e causato lo spavento di molti testimoni.

Per cercare di tranquillizarvi, tutti i giorni c’e’ la possibilita’ che corpi piu’ o meno estesi entrino in atmosfera. La particolarita’ del caso russo e’ che l’asteroide, meglio i suoi frammenti, sono riusciti ad arrivare fino a terra causando addirittura feriti. Come sappiamo, molto spesso, anche se un asteroide arriva a Terra, la probabilita’ maggiore si ha nel colpire zone non popolate o specchi d’acqua del pianeta, molto piu’ ampi delle terre emerse. In questo caso, sfortunatamente, l’oggetto e’ arrivato fino a terra ed in piu’ ha colpito una zona popolata della Russia.

Concludendo, assolutamente nulla di misterioso ne tantomeno di catastrofico in quanto avvenuto. Ovviamente ci sono feriti di mezzo, per cui non vigliamo tranquillizzare per partito preso. Dalle analisi fatte insieme pero’, si evince come casi di questo tipo possono esserci e non dobbiamo assolutamente abbassare la guardia nei confronti dell’universo che ci circonda.

 

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Primi segnali della fine del mondo?

16 Dic

Ecco qui, ormai ci siamo, il 21 Dicembre e’ alle porte. Tutti quelli che si sentivano tranquilli, avranno avuto un brutto risveglio aprendo internet e leggendo titoli di questo tipo:

Meteorite precipita a Palermo. Primi segni della fine del mondo?

Profezia Maya, meteorite cade a Palermo. Un segno della fine del mondo?

Cosa e’ successo?

Sabato sera, diverse persone giurano di aver visto vicino Palermo una lunga scia rossa in cielo. Come riportato dai giornali, tra i testimoni ci sarebbe anche una bimba del quartiere Brancaccio che avrebbe anche visto cadere un misterioso oggetto in un campo vicino alla sua abitazione. Stamattina la bambina si sarebbe recata in questo campo e avrebbe trovato una grossa pietra scura ancora calda.

Ecco le foto che trovate sui giornali:

Il meteorite caduto a Palermo

Il meteorite caduto a Palermo

Di cosa si tratta?

Ovviamente non vi dico nulla di nuovo dicendo che si tratta di un meteorite caduto dal cielo.

Dunque? Che relazione c’e’ con il 2012?

Ovviamente non vi e’ nessuna relazione con le profezie del 2012. A dispetto di quanto vorrebbero farvi credere i giornali, si tratta di un evento assolutamente non straordinario dal punto di vista scientifico.

Spieghiamo il perche’.

Di meteoriti ci siamo occupati diverse volte, in particolare in questi post:

Segni della fine del mondo: caduta di meteoriti

Palla di fuoco nei cieli del Sud Italia

Meteorite in Inghilterra provoca Terremoti?

Come detto in precedenza, ogni anno, nel mondo, cadono circa 500 oggetti del diametro superiore ai 10 cm. Quando parliamo di oggetti che cadono, intendiamo solo quelli che arrivano a Terra, non tutti i corpi che impattano la parte alta dell’atmosfera e che ovviamente sono molti di piu’.

La roccia ritrovata a Palermo, ha un diametro di circa 15 cm e un peso intorno ai 500 grammi. Dalle statistiche appena riportate, capiamo subito che questo evento non ha assolutamente nulla di eccezionale.

Facciamo pero’ una considerazione aggiuntiva. Perche’ una notizia del genere assume cosi’ tanta importanza?

Prima di tutto perche’ l’evento e’ avvenuto a ridosso del 21 Dicembre. Questo particolare, ne fa un ottimo candidato per continuare ad alimentare le teorie catastrofiste sul 2012.

Oltre a questo evidente motivo, il ritrovamento di un meteorite di queste dimensioni, non e’ straordinario, ma neanche troppo comune. Di fronte ai 500 oggetti che cadono all’anno, molti si chiederanno perche’ non si sente parlare frequentemente di cadute a Terra?

Cerchiamo di ragionare su questo punto.

Per prima cosa, parliamo di statistica, ovviamente in modo semplice. I meteoriti possono cadere, senza distinzione, in una qualsiasi zona della Terra. Questo particolare rende la superificie uniforme dal punto di vista delle probabilita’.

Ora, solo il 29% del pianeta e’ occupato da Terre emerse. Capite dunque subito che circa il 70% dei meteoriti finira’ in mare e dunque non possono essere recuperati.

Tenendo a mente i 500 oggetti l’anno, 350 andranno in mare, e solo 150 sulla terra.

Andiamo avanti. Il 30% del pianeta e’ occupato da terre emerse, ma quale frazione di queste e’ realmente occupato dall’uomo? Se un meteorite cade nel deserto del Sahara, non se ne accorge nessuno.

Secondo una stima grossolana, solo il 2% delle terre emerse e’ realmente occupato da insediamenti urbani. Ovviamente il 2% del 29%.

Utilizzando questi numeri, ripeto grossolani, ma che ci consentono di fare una stima realistica, di 500 meteoriti caduti all’anno, solo 3, in media, cadranno su insediamenti urbani (il 2% del 29% di 500). Capite dunque che il ritrovamento di un meteorite in una zona urbana non sia cosi’ raro, ma neanche troppo frequente. Ecco a voi spiegato il mistero dei 500 oggetti caduti all’anno sulla Terra e di cui non si parla.

Attualmente, sono in corso analisi per capire la reale natura del “sasso” trovato a Palermo. Guardando la foto, potrebbe realmente trattarsi di un meteorite. Cosa facciamo a riconoscerlo? Prima di tutto un meteorite caduto da poco assume la colorazione scura dovuta alla crosta di fusione. Inoltre, la superificie non e’ quasi mai sferica e presenta dei solchi piu’ o meno profondi detti regmagliti. Questi sono dovuti all’evaporazione selettiva di alcuni elementi a piu’ basso punto di fusione. Dalla foto, il ritrovamento di Palermo sembrerebbe avere tutte queste caratteristiche.

Per chi non lo sapesse, esistono diversi siti per l’acquisto e la vendita di meteoriti. Per dirla tutta, esiste un vero e proprio mercato con quotazioni diverse in base alla struttura e alla composizione del meteorite. Ecco un esempio di sito di compravendita:

Meteorites for Sell

Per i prezzi, si va da una decina fino anche a 1000 dollari al grammo. Invece di pensare ai segnali della fine del mondo, se trovate un meteorite, pensate che forse avete trovato una piccola fortuna!

Ormai ci siamo, mancano pochi giorni al 21/12. Fate attenzione, ora come non mai, qualsiasi notizia potrebbe diventare la pistola fumante per la fine del mondo. Per un’analisi scientifica delle profezie sul 2012, ma soprattutto per leggere un libro di divulgazione della scienza semplice e accessibile a tutti, indipendentemente dai Maya, non perdete in libreria ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.