Concetti Chiave
- Il campo magnetico terrestre è una prova della presenza di ferro all'interno della Terra, indicando materiali più densi rispetto alle rocce superficiali.
- Si manifesta come un campo di attrazione e ha poli invertiti rispetto ai poli geografici, con una direzione definita dall'ago di una bussola.
- Le rocce possono acquisire una magnetizzazione naturale residua conforme al campo magnetico esistente al momento della loro formazione.
- Le inversioni di polarità magnetica avvengono regolarmente, con il polo nord magnetico che diventa polo sud e viceversa, a causa di fenomeni nel nucleo esterno liquido.
- L'origine del campo magnetico terrestre è spiegata dal modello della dinamo ad autoeccitazione, in cui il movimento del nucleo esterno genera un campo magnetico attraverso la corrente autoindotta.
Il campo magnetico terrestre
Prova della presenza del ferro all’interno della Terra può essere il campo magnetico terrestre.
Il campo gravitazionale ci dice che se la densità della Terra fosse uniforme, e simile a quella delle rocce presenti in superficie, la forza di gravità sarebbe soltanto la metà di quella esistente. E’ necessario quindi ammettere che all’interno della Terra vi siano materiali molto più densi delle rocce della superficie.
Qual è l'origine e il funzionamento del campo magnetico?
Il campo magnetico terrestre può essere definito come il campo di attrazione esercitato dalla Terra nei confronti degli altri corpi e si manifesta attraverso la forza di gravità.
Esso è bipolare e, al contrario di quanto si crede, nei pressi del polo nord geografico si trova il polo sud magnetico e, viceversa, al polo sud geografico è situato il polo nord magnetico.
I poli sono inoltre spostati di circa 11° rispetto all’asse delle Terra.
La direzione del campo magnetico è convenzionalmente definita dalla direzione dell’ago di una bussola (lamina metallica magnetizzata): i poli che l’ago della bussola indica coincidono con i poli geografici.
Le linee di campo magnetico della Terra sono orientate quindi in modo da uscire dalla Terra dall’emisfero sud ed entrare nell’emisfero nord.
Il campo magnetico terrestre è solo in piccola parte di origine esterna (anomalie negative), per la quasi totalità è di origine interna.
Per spiegare le origini del campo magnetico si prende come modello il funzionamento della dinamo ad autoeccitazione, in cui vi è un conduttore in movimento (il nucleo esterno) che subisce un campo magnetico esterno (il campo magnetico solare) e genera corrente autoindotta che genera a sua volta una campo magnetico (quello terrestre).
Magnetizzazione naturale delle rocce
Quando una roccia si forma può acquisire una magnetizzazione conforme al campo magnetico esistente nell’ambiente circostante, chiamata magnetizzazione naturale residua.
Il paleomagnetismo è il campo magnetico terrestre che si trova fossilizzato nelle rocce sotto forma di magnetizzazione residua, molto debole.
Tipi di magnetizzazione residua
Esistono tre tipi principali di magnetizzazione residua:
- Magnetizzazione termoresidua, è acquistata dalle rocce magmatiche quando si raffreddano. Quando la lava esce dal condotto magmatico è soggetta al campo magnetico del luogo e i vari cristalli ferromagnetici si orientano come piccoli aghi della bussola. Una volta che la lava si raffredda tutto rimane fissato, anche i caratteri geomagnetici. I principali materiali ferromagnetici contenuti nelle rocce terrestri sono ossidi, idrossidi e solfuri di ferro.
- Magnetizzazione detritica (o deposizionale) residua, i sedimenti detritici, come le arenarie rosse, contengono piccolissimi granuli ferromagnetici che si allineano secondo il campo magnetico durante la sedimentazione.
- Magnetizzazione chimica residua, viene acquistata dalle rocce durante quei processi diagenetici e metamorfici che portano al’eventuale formazione di nuovi materiali suscettibili di magnetizzazione.
Inversioni di polarità magnetica
Il campo magnetico terrestre ha un proprietà estremamente interessante e fondamentale: cambia continuamente di polarità, il polo nord magnetico diventa polo sud e viceversa.
Durante gli ultimi 2-3 miliardi di anni il campo geomagnetico si è spostato da uno stato all’atro a intervalli regolari a volte brevi (eventi magnetici, ca 20000-200000 anni) e a volte lunghi (epoche magnetiche, qualche decina di milioni di anni).
Sono chiamati inversioni di polarità i passaggi da una condizione di polarità a quella opposta.
La causa di queste inversioni è comunemente accettata che si tratti di un fenomeno legato al verificarsi casuale di evoluzione e andamenti non ancora chiari del moto convettivo presente nel nucleo esterno liquido.
Domande da interrogazione
- Qual è l'origine del campo magnetico terrestre?
- Come si manifesta la magnetizzazione naturale delle rocce?
- Quali sono i principali tipi di magnetizzazione residua?
- Cosa sono le inversioni di polarità magnetica?
- Qual è la posizione dei poli magnetici rispetto ai poli geografici?
Il campo magnetico terrestre è principalmente di origine interna, generato dal movimento del nucleo esterno della Terra, simile al funzionamento di una dinamo ad autoeccitazione, e si manifesta come un campo di attrazione verso altri corpi (testo).
La magnetizzazione naturale delle rocce, nota come magnetizzazione naturale residua, si acquisisce quando una roccia si forma e si allinea al campo magnetico presente nell'ambiente circostante (testo).
I tre tipi principali di magnetizzazione residua sono: magnetizzazione termoresidua, magnetizzazione detritica e magnetizzazione chimica, ognuna acquisita in diverse condizioni geologiche (testo).
Le inversioni di polarità magnetica sono cambiamenti nel campo geomagnetico in cui il polo nord magnetico diventa polo sud e viceversa, avvenendo a intervalli regolari nel corso di miliardi di anni (testo).
I poli magnetici sono spostati di circa 11° rispetto all'asse della Terra, con il polo sud magnetico situato vicino al polo nord geografico e viceversa (testo).
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