Un nuovo studio modifica le attuali conoscenze sulla temperatura del nucleo terrestre

L'immagine di questo artista, prelevata da Phys.org "The Earth's center is 1,000 degrees hotter than previously thought", raffigura i diversi strati della Terra e le loro relative temperature: 1) crosta, 2) mantello superiore e inferiore (dal marrone al rosso), nucleo esterno liquido (arancione, 3000-3800 °C) e nucleo interno solido (giallo 6000 °C). La pressione al confine tra il liquido e il nucleo solido (evidenziato) è di 3,3 milioni di atmosfere, con una temperatura, confermata dall'ultimo studio, di 6000 gradi Celsius

La struttura interna della Terra realizzata da un artista

Gli scienziati, misurando la temperatura del nucleo solido della Terra, hanno rilevato un valore che corrisponde a 6000 gradi centigradi, una temperatura 1000 gradi più elevata rispetto alla precedente rilevazione effettuata 20 anni fa.
Queste misurazioni confermano i modelli geofisici per cui la differenza di temperatura, fra il nucleo e il mantello solido in superficie, deve raggiungere almeno i 1500 gradi per permettere l'esistenza del campo magnetico terrestre. Gli scienziati sono stati anche in grado di spiegare le cause per cui nel precedente esperimento si determinarono temperature inferiori. I risultati sono stati pubblicati il ​​26 aprile del 2013 su Science, in uno studio dal titolo "Melting of Iron at Earth’s Inner Core Boundary Based on Fast X-ray Diffraction". Il gruppo di ricerca è stato condotto da Agnès Dewaele del CEA, insieme ai membri del Centro Nazionale Francese per la ricerca scientifica e il CNRS l'European Synchrotron Radiation Facility ESRF di Grenoble (Francia).
Il centro della Terra è costituito principalmente da una sfera di ferro liquido con temperature superiori a 4000 gradi e pressioni di oltre 1,3 milioni di atmosfere. In queste condizioni, il ferro è come il liquido dell'acqua negli oceani. Il ferro liquido si solidifica solo al centro della Terra, dove la pressione e la temperatura risulta più elevata. Le onde sismiche innescate da un terremoto che attraversano la Terra, ci permettono di misurare lo spessore dei nuclei solidi e liquidi, e anche come aumenta la pressione nella Terra con la profondità. Tuttavia, queste onde non forniscono le informazioni sulla temperatura, che ha un'influenza importante sul movimento che avviene all'interno del nucleo liquido e del mantello solido superficiale. Infatti, la differenza di temperatura tra il mantello e il nucleo è il principale motore dei movimenti termici di grandi dimensioni, che insieme alla rotazione della Terra, agiscono come una dinamo generando il campo magnetico della Terra. Per ottenere un quadro preciso dei valori di temperatura del centro della Terra, gli scienziati possono osservare in laboratorio il punto di fusione del Ferro a diverse pressioni, utilizzando una cella a incudine di diamante per comprimere i campioni di grandi dimensioni in cui si esercitano pressioni di diversi milioni di atmosfere, e riscaldarli fino a 4000 o anche 5000 gradi Celsius, con un potente raggio laser. "In pratica, devono essere soddisfatte molte prove sperimentali", spiega Agnès Dewaele dal CEA ", il campione del ferro deve essere isolato termicamente e, inoltre, non deve reagire chimicamente con il suo ambiente. Anche se un campione raggiungesse temperature e pressioni estreme come quelle del centro della Terra, ciò avverrà solo per pochi secondi. In questo breve lasso di tempo è estremamente difficile verificare se ha già iniziato a sciogliersi o è ancora solido".In questa fase intervengono i raggi X. "Abbiamo sviluppato una nuova tecnica in cui un intenso fascio di raggi X del sincrotrone, può sondare, per non più di un secondo, un campione e dedurre se è solido, liquido o parzialmente fuso all'interno, utilizzando un processo noto come diffrazione", dice Mohamed Mezouar dell'ESRF ", questo processo è abbastanza breve per mantenere costante la temperatura e la pressione, e al tempo stesso evita eventuali reazioni chimiche".
Gli scienziati hanno determinato sperimentalmente il punto di fusione del Ferro fino a 4800 °C e 2,2 milioni di atmosfere di pressione, e quindi hanno utilizzato un metodo di estrapolazione per determinare che, la pressione al confine tra il nucleo liquido e solido  risulta di 3,3 milioni di atmosfere, e la temperatura di 6000 + / - 500 gradi. Questo valore estrapolato potrebbe variare leggermente se il ferro subisse una transizione di fase sconosciuta tra i valori misurati e i valori estrapolati.Gli scienziati scansionando le pressioni e le temperature, hanno osservato il motivo per cui lo scienziato Reinhard Boehler, che lavorava presso il MPI per la Chimica a Magonza (Germania), misurò nel 1993 dei valori inferiori di 1000 gradi, lo studio dal titolo "Temperatures in the Earth's core from melting-point measurements of iron at high static pressures" venne pubblicato su Nature.