SWARM e la diminuzione del campo geomagnetico

Nella solita sezione:

– Hai domande o dubbi?

Ormai divenuta punto di riferimento per i frequentatori di questo blog, è stata posta una domanda davvero molto interessante e che credo meriti un maggiore approfondimento attraverso un apposito articolo. La domanda in questione è relativa alla missione dell’ESA SWARM e che ha il compito di monitorare e misurare con una precisione mai raggiunta prima la struttura del campo magnetico terrestre. Per dirla tutta, la domanda iniziale puntava il dito anche contro una serie di articoli apparsi in rete, alcuni anche di note riviste considerate tutt’altro che catastrofiche, leggasi Focus, che forse si sono lasciate prendere un po’ la mano nei toni con affermazioni, lasciatemi dire, un po’ troppo esagerate.

Detto questo, cerchiamo di andare con ordine e capire meglio di cosa si sta parlando.

In diversi articoli ci siamo già occupati di campo magnetico terrestre dal momento che questo, ed in particolare la sua inversione, rappresentano da sempre un argomento molto in voga in chi vorrebbe far credere che qualcosa di grave stia accadendo alla nostra terra. Ecco alcuni esempi:

– Inversione dei poli terrestri

– La terza fascia di Van Allen

Come visto, il campo magnetico terreste offre una naturale protezione per la biosfera contro le radiazioni emesse dal nostro Sole. Queste, convogliate dalle linee di campo, vengono deviate e non riescono a penetrare direttamente nella nostra atmosfera. Questo, ad eccezione di alcuni punti specifici come ad esempio i poli, dove l’ingresso delle particelle e la loro seguente interazione con le molecole presenti in atmosfera da luogo allo splendido fenomeno naturale delle aurore.

Ora, come visto diverse volte, molto spesso vengono diffuse teorie secondo le quali il campo magnetico terrestre sia in procinto di invertirsi o, peggio ancora, di scomparire del tutto. E’ possibile questo? Per quanto riguarda l’inversione, assolutamente si. In diversi articoli abbiamo parlato di ciclo solare:

– Evidenze dal Sole?

– Le macchie solari AR1504

– Gli effetti di AR1504

– Sole: quanta confusione!

– Inversione dei poli terrestri

– Nuova minaccia il 22 Settembre?

– Come seguire il ciclo solare

– Curiosita’ sui cicli solari

– Possiamo scegliere tra era glaciale o desertificazione

– Tempesta solare e problemi ai telefoni?

Come visto, il nostro Sole è solito invertire il verso dei suoi poli magnetici ogni 11 anni, in concomitanza con quelli che siamo soliti chiamare cicli solari. Per la nostra Terra invece, sempre caratterizzata da un campo magnetico dipolare, siamo soliti pensare che i suoi poli siano fissi nella loro posizione, polo nord magnetico verso nord terrestre e viceversa per il sud.

E’ possibile che i poli magnetici della Terra si invertano? Assolutamente si. Anzi, per dirla tutta, questo è già successo diverse volte nella storia geologica del nostro pianeta. Come si vede questo? Esiste una specifica branca della geofisica che si chiama paleomagnetismo. In questa disciplina, come visto negli articoli precedenti, si studia il verso del campo magnetico terrestre analizzando la disposizione magnetica delle rocce sedimentarie. Come è evidente, durante la loro formazione, i nuclei magnetici presenti si orientano secondo la direzione del campo terrestre e poi, una volta raffreddate, restano congelate in questa posizione.

Detto questo, torniamo invece a parlare di SWARM. Come anticipato, si tratta di una missione dell’ESA lanciata alla fine dell’anno scorso e che ora sta cominciando a dare i primi dati. L’intera missione è costituita da una costellazione di 3 satelliti che hanno lo scopo di mappare intensità, forma e andamento del campo magnetico, eliminando tutte le sorgenti esterne tra cui, ovviamente, quella solare. Solo pochi giorni fa, sono stati presentati i primi risultati della missione che hanno mostrato una sensibilità mai raggiunta prima per le misure di campo. Come potete immaginare, lo scopo della missione è quello di monitorare e capire a fondo il campo magnetico terrestre e, anche, vedere variazioni significative della sua forma. Queste, ovviamente, legate anche allo studio di una ipotetica inversione dei poli.

Bene, detto questo, i dati della missione hanno per il momento confermato quello che già si sapeva. Questo solo per rimanere nella parte interessante per rispondere alla domanda iniziale. Come visto anche nei nostri articoli precedenti, il polo nord magnetico è in lento e costante movimento e dovrebbe arrivare, nel giro di una cinquantina di anni, in Siberia. Questa foto, già utilizzata anche in precedenza, aiuta a visualizzare la posizione dei nord magnetico:

Posizione del polo nord magnetico nel corso degli anni

Ovviamente, ho parlato di “parte interessante per la domanda iniziale” dal momento che gli scopi della missione SWARM non sono solo quelli di vedere se il campo si sta invertendo o meno, ma di studiare moltissimi parametri legati al magnetismo del nostro pianeta.

Cosa si evince dunque dai dati preliminari della missione? Semplice, che il campo magnetico è in movimento e che i poli si stanno spostando. Questo significa che è in atto un’inversione del campo? Molto probabilmente no. Se prendiamo come riferimento il nostro Sole, la fase di transizione tra una configurazione e l’altra è estremamente complessa con un campo che non appare più semplicemente dipolare.

Linee di campo magnetico solare prima e durante l’inversione dei poli

Per dirla tutta, esistono anche teorie che prevedono un lento e continuo movimento dei poli magnetici terrestri fino alla completa inversione. Anche in questo caso però, il processo durerebbe non meno di 5000-10000 anni.

Bene, alla luce di quanto detto, provate ora a leggere questo articolo:

– Articolo focus SWARM

Come vedete, in alcuni tratti il catastrofismo sembra imperante. Ripeto, l’inversione del campo magnetico terrestre è possibile, il polo nord si sta spostando ed in passato sono già avvenute inversioni di campo. C’è da preoccuparsi? Da quanto detto, direi proprio di no! Sicuramente i dati raccolti da SWARM aiuteranno a comprendere meglio il campo magnetico terrestre e forniranno moltissimo materiale su cui lavorare. Da qui a parlare di inversione dei poli in corso, direi che c’è una notevole differenza.

 

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

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Materia oscura intorno alla Terra?

Come sapete, e’ sempre interessante leggere le notizie nelle sezioni di scienze di alcuni giornali, si trovano sempre delle chicche di tutto rispetto. Negli ultimi giorni, sono apparsi tantissimi articoli che parlano di una nuova sensazionale scoperta. Un ricercatore dell’universita’ del Texas, tale Ben Harris, avrebbe condotto una serie di misure utilizzando i satelliti delle costellazioni gps di Galileo e Glonass.

Se volete maggiori info sul gps, su come funziona e della scienza che c’e’ sotto, abbiamo pubblicato un articolo anche su questo:

– Il sistema di posizionamento Galileo

Tornando alla notizia principale, cosa si sarebbe scoperto da queste misure: utilizzando i dati inviati dai satelliti negli ultimi 6 mesi, si sarebbe evidenziata un’anomalia del valore della massa della Terra rispetto a quella comunemente conosciuta. L’entita’ di questa differenza e’ tra lo 0,005 e lo 0,008% del valore noto.

Come si spiega questa differenza?

Dal momento che il moto dei satelliti e’ determinato dall’attrazione gravitazionale che il nostro pianeta esercita, in realta’ che anche i satelliti esercitano sulla Terra, questa differenza deve essere dovuta ad un’anomalia gravitazionale. Una delle spiegazioni date da Harris e’ che sia presente un disco di materia oscura intorno al nostro pianeta, tale da influenzare l’attrazione gravitazionale.

Di materia oscura abbiamo parlato in questo articolo:

– La materia oscura

Poiche’, secondo le ipotesi, questa forma non convenzionale di energia esercitrebbe attrazione gravitazionale, la sua presenza influenzerebbe il moto dei satelliti falsando appunto la massa della Terra rispetto al valore conosciuto. Per essere precisi, dalle misure condotte, questo anello, posizionato intorno all’equatore terrestre, avrebbe uno spessore di 191 Km e una larghezza di ben 70000 Km.

Piccola parentesi, oltre ai tanti giornali, anche i siti catastrofisti hanno riportato la notizia, ovviamente a modo loro e aggiungendo dettagli inutili quanto inventati. Non manca certo chi sostiene che l’anello sia stato messo li da scienziati compiacenti o da extraterrestri che stanno iniziando la fase di conquista del nostro pianeta. Non credo sia il caso di ragionare su queste osservazioni che lasciano davvero il tempo che trovano.

Detto questo, ragioniamo un attimo sulla notizia, cercando di fare qualche considerazione aggiuntiva.

Come avrete notato, ho riportato, al contrario di molti giornali, tutta la notizia al condizionale. Non e’ assolutamente una licenza di stile, ma l’ho fatto perche’ quanto riportato non e’ assolutamente certo.

Vi spiego il perche’.

Come trovate in rete, le misure in questione sono state presentate da Harris nel corso del meeting annuale dell’unione geofisica americana, anche detta AGU. Ovviamente si tratta di misure reali e scientifiche, che pero’ vanno considerate come “preliminari”.

Permettetemi una considerazione statistica. Come detto, la differenza rispetto alla massa conosciuta e’ tra lo 0,005 e lo 0,008%. Ora, tra 0,005 e 0,008, la differenza non e’ assolutamente poca. In realta’, l’ampiezza di questo intervallo ci fa capire la precisione delle misure fatte. Per essere precisi, i due valori sono ottenuti utilizzando una volta la costellazione Glonass e un’altra quella Galileo. Il fatto che due misure indipendenti diano valori cosi’ diversi, non e’ assolutamente un dettaglio trascurabile.

Detto questo, durante la stessa riunione, dopo la presentazione dei risultati da parte di Harris, e’ stato evidenziato come le misure siano in realta’ falsate perche’ mancanti di correzioni molto importanti. Quali? Nella modellizzazione del moto dei satelliti, non sono state incluse le attrazioni da parte del Sole e della Luna. Inoltre, mancano da includere le correzioni dovute alla relativita’, assolutamente necessarie, come potete leggere nell’articolo sul sistema Galileo, per ottenere risultati veritieri.

La mancanza di queste correzioni, che potrebbero modificare sostanzialmente il risultato preliminare, fa si che i dati ottenuti siano del tutto preliminari. In questo stato, e’ assolutamente fuorviante e frettoloso fare conclusioni come quelle riportate in precedenza del disco di materia oscura.

Perche’ si e’ fatto questo?

Esistono varie risposte possibili. La prima, un po’ cattiva, e’ che si e’ voluto presentare un lavoro incompleto solo per attirare un po’ di attenzione. L’altra possibilita’ e’ che si sia voluta mostrare questa differenza rispetto al valore della massa conosciuta solo per ricevere commenti utili con cui correggere il tiro. Entrambe le risposte sono possibili. Molto spesso alle conferenze si presentano risultati preliminari solo per valutare la risposta della comunita’ scientifica di riferimento. Ultimamente pero’, si puo’ avere una fuga di notizie che porta ad articoli, come quelli sui nostri giornali, che puntano ala scoperta del secolo.

Concludendo, i dati ottenuti mostrano ovviamente una differenza della massa della Terra rispetto a quella nota. Questa discrepanza potrebbe essere dovuta ad un errore di calcolo, a correzioni molto importanti non ancora conteggiate o, anche, alla presenza di materia oscura intorno alla Terra. Personalmente, credo sia presto per parlare di quest’ultima ipotesi. Questa storia, e lo dico a malincuore, mi ricorda molto quella della velocita’ dei neutrini misurata ad Opera, poi smentita con la testa tra le gambe.

 

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Ecco la scoperta di Curiosity

Come forse ricorderete, e come abbiamo visto in questo post:

– Curiosity: scoperta sensazionale?

La NASA, nella persona di John Grotzinger, aveva annunciato, tramite l’emittente radiofonica americana NPR , di avere per le mani una scoperta sensazionale fatta da Curiosity su Marte. Per essere precisi, si parlava di una scoperta tale da riscrivere i libri di storia.

Come abbiamo visto nel post precedente, la scoperta era stata fatta utilizzando il rivelatore SAM, un analizzatore di campioni per il terreno marziano composto da uno spettrometro e da un gascromatografo.

Ovviamente questo annuncio ha fatto subito il giro del mondo, dal momento che il rivelatore SAM, tra le altre cose, e’ in grado di rivelare molecole organiche.

Ora proprio su questo punto si e’ creata la grandissima confusione a cui abbiamo assistito in rete.

Cosa avra’ mai scoperto Curiosity di cosi’ sensazionale?

Ovviamente sul web non sono mancate le voci piu’ fantasiose: marziani, fossili di una precedente vita, citta’ abbandonate. Queste sono solo alcune delle numerose ipotesi di cui abbiamo parlato.

Come detto nel precedente post, si era creata troppa attesa su questo annuncio della NASA. Come dichiarato, era completamente assurdo pensare a scoperte di questo tipo, ma era sicuramente necessario ridimensionare le aspettative sull’anuncio.

Come sappiamo ormai bene, l’annuncio era atteso per il 3 Dicembre, durante la conferenza annuale di geofisica degli Stati Uniti.

Qualche giorno prima, lo stesso portavoce della NASA aveva cercato di calmare le acque, rilasciando un’intervista in cui dichiarava quello che anche noi avevamo detto fin dall’inizio: quella che potrebbe essere una scoperta sensazionale per la scienza, non e’ detto che abbia la stessa risonanza nei non addetti ai lavori.

Vi ricordo che a seguito di questo annuncio, alcune voci su web avevano addirittura avanzato l’ipotesi che Curiosity non fosse neanche su Marte, ma in realta’ in un qualche deserto sulla Terra. Ovviamente si trattava di voci infondate e di chiaro stampo complottista, come visto in questo post:

– Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

Ora, dopo un’attesa durata piu’ di una settimana, e’ finalmente arrivato l’annuncio della NASA.

Cosa avra’ mai trovato Curiosity?

Prima di tutto, e’ d’obbligo dire che “non e’ stata trovata la vita”. Nonostante questo, le scoperte fatte dal rover sono state molteplici e molto rilevanti sul piano scientifico.

Campione di sabbia raccolto da Curiosity

Dall’analisi di campioni di sabbia marziana, Curiosity ha trovato un chimica abbastanza complessa, contenente acqua, zolfo, cloro e Carbonio.

Cerchiamo di andare con ordine.

Dall’analisi di campioni di sabbia, Curiosity ha trovato molecole organiche. Questo non significa qualcosa di “vivo”, bensi’ molecole contenenti carbonio.

Come detto e ripetuto su questo blog, la nostra idea era proprio che il rover avesse trovato il carbonio, cioe’ quei mattoni fondamentali per la vita.

Il carbonio e’ stato trovato riscaldando il perclorato, una molecola gia’ evidenziata anche da altre missioni su Marte. Dal riscaldamento del perclorato sono stati evidenziati atomi di cloro, idrogeno e carbonio.

Perche’ nonostante l’evidenza di carbonio, la NASA ancora preferisce non parlare di molecole organiche? Semplicemente perche’ non si e’ ancora sicuri che il carbonio sia veramente di origine marziana.

Cerchiamo di capire meglio.

Ovviamente la costruzione del rover e’ avvenuta con tutti gli accorgimenti del caso. In particolare, si e’ prestata la massima attenzione a decontaminare il rover da materiale e molecole terrestri, prima di inviarlo su Marte. Nonostante questo, e’ possibile che i campioni siano ancora “inquinati” da molecole di origine terrestre. In questo caso, non ci sorprenderebbe l’evidenza del carbonio, dal momento che sarebbe proveniente dalla Terra stessa.

Come risolvere questo rebus?

Semplicemente sono necessarie nuove analisi su diversi campioni. Il lavoro di analisi di Curiosity e’ solo all’inizio. Obiettivo delle prossime settimane e’ continuare a spostare il rover all’interno del cratere Gale per raccogliere nuovi materiali da analizzare.

Solo una statistica maggiore di analisi potra’ dare una risposta definitiva all’evidenza o meno di carbonio sul suolo marziano.

Tutto qui?

Assolutamente no, ma neanche il seguito non sara’ tale da far saltare un non addetto ai lavori sulla sedia.

Tra le altre cose, Curiosity ha evidenziato la presenza di vetro nel suolo marziano, cioe’ di silicati. Questo evidenzia un’origine vulcanica del suolo Marziano dal momento che la composizione osservata nella sabbia e’ del tutto simile a quella che troviamo sulla Terra nei terreni di origine vulcanica.

Altra importante scoperta di Curiosity viene dall’analisi delle molecole d’acqua trovate nei campioni. Il rover ha evidenziato infatti che la concentrazione delle molecole di acqua pesante e’ maggiore di quella di acqua leggera. Cosa significa questo? Chimicamente possiamo scrivere l’acqua come H2O, cioe’ come una molecola formata da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno. Ora, l’idrogeno in natura presenta 3 isotopi diversi, detti Idrogeno, Deuterio e Trizio. La differenza e’ solo nel numero di neutroni che troviamo nel nucleo. Mentre l’idrogeno ha un solo protone nel nucleo, il deuterio ha un protone ed un neutrone ed il trizio ha un protone e due neutroni.

Il fatto che la concentrazione di acqua pesante sia maggiore, significa semplicemente che, rispetto alla Terra, sono piu’ abbondanti le molecole di D2O, cioe’ con atomi di deuterio al posto di quelli di idrogeno.

Siete rimasti delusi dalle scoperte di Curiosity?

Probabilmente si. In realta’ si tratta di scoperte molto importanti dal punto di vista scientifico, se consideriamo che Curiosity e’ sul pianeta rosso solo da poche settimane.

Nei precedenti post, avevamo gia’ annunciato che molto probabilmente la scoperta sensazionale sarebbe stata l’evidenza, o almeno presunta tale, di carbonio nel terreno marziano.

Come anticipato nei giorni scorsi, erano del tutto infondate le voci che ipotizzavano scoperte o evidenze di forme di vita su Marte.

Per un’analisi completa e scientifica del 2012, ma che in realta’ ci consente di spaziare a 360 gradi in diversi campi della scienza, non perdete in libreria  “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.