Assessing paleomagnetic shallowing in basalts using magnetic fabrics

Immaginate che la Terra indossi un enorme mantello magnetico invisibile. Questo mantello non è solo una coperta statica; è un campo dinamico e mutevole generato nel profondo del nucleo del nostro pianeta, che agisce come una massiccia ago di una bussola che punta verso nord. Per gli scienziati, questo campo magnetico è una macchina del tempo. Quando le rocce si formano, minuscole particelle magnetiche al loro interno agiscono come bussole microscopiche, congelandosi sul posto per registrare esattamente verso quale direzione puntasse il campo magnetico in quel preciso momento della storia. Studiando queste "bussole congelate" in rocce di diverse epoche, i ricercatori possono mappare come il campo magnetico terrestre sia cambiato nel corso di milioni di anni, aiutandoci a comprendere l'interno profondo del pianeta e persino a ricostruire come i continenti si siano spostati.

Tuttavia, c'è un problema complicato nel leggere queste bussole antiche. A volte, la direzione registrata dalla roccia non corrisponde a quella verso cui la bussola avrebbe dovuto puntare. È come se l'ago fosse inclinato o "piatto", puntando più verso l'orizzonte di quanto non dovrebbe. Gli scienziati sanno da tempo che le rocce sedimentarie (come fango e sabbia) spesso soffrono di questo problema perché i granuli magnetici possono essere schiacciati o inclinati mentre il sedimento si deposita. Ma c'è un secondo sospettato, spesso trascurato: le colate laviche. Quando la roccia fusa erutta e si raffredda, non è solo un blocco solido; è un fiume di magma in movimento. Mentre si muove, i minerali magnetici al suo interno possono allinearsi con il flusso, creando una "trama" o struttura nascosta. La grande domanda è: potrebbe questo allineamento indotto dal flusso ingannare la bussola magnetica, facendo apparire la direzione registrata errata anche in rocce che dovrebbero essere registrazioni perfette?

Questo è esattamente il mistero che Pedro Fernandes da Silva affronta nello studio di una storica colata lavica del 1761 sull'isola di Terceira, nelle Azzorre. Egli ha deciso di indagare se il modo in cui la lava fluiva abbia creato una "trama" magnetica che ha distorto le direzioni della bussola antica. Per farlo, non si è limitato a guardare la direzione magnetica; ha anche mappato la "grana" interna della roccia utilizzando una tecnica chiamata Anisotropia della Suscettibilità Magnetica (AMS). Pensate all'AMS come a un modo per percepire la consistenza della roccia, rilevando se i minerali magnetici sono allineati in una direzione specifica, proprio come le venature del legno che corrono lungo una tavola.

Lo studio si è concentrato su una parete ben esposta di questa colata lavica del 1761, dove il team ha raccolto 16 campioni lungo un tratto di 30 metri. Hanno prima confermato che le rocce erano composte da titanomagnetite, un comune minerale magnetico, e che possedevano un record magnetico primario stabile dal momento in cui la lava si è raffreddata. Successivamente, hanno confrontato la direzione del campo magnetico registrato nelle rocce (il paleomagnetismo) con la forza e la direzione della trama interna della roccia (l'AMS).

I risultati hanno rivelato una connessione chiara e affascinante. Il team ha scoperto che man mano che la trama magnetica diventava più "allineata" o anisotropa (ovvero, i minerali erano più fortemente orientati dal flusso), la direzione magnetica registrata iniziava a cambiare. Nello specifico, c'era una relazione lineare: più forte era l'allineamento della trama, più l'inclinazione magnetica (l'angolo che punta verso l'interno della Terra) diventava piatta. Nei casi più estremi, l'inclinazione è scesa di circa 20 gradi rispetto ai campioni meno allineati. Inoltre, la declinazione magnetica (la direzione della bussola) si è spostata in senso orario, seguendo da vicino la rotazione degli assi magnetici interni della roccia.

Quando i ricercatori hanno diviso i loro campioni in due gruppi — uno con un basso allineamento della trama e uno con un alto allineamento — hanno visto la differenza chiaramente. Il gruppo a basso allineamento registrava un angolo più ripido e "corretto", che corrispondeva ai modelli magnetici globali di quel periodo. Il gruppo ad alto allineamento, invece, mostrava un angolo significativamente più piatto e una direzione spostata. Ciò suggerisce che il flusso del magma stesso abbia fisicamente torcendo il record magnetico. L'articolo sostiene che questo non è solo un piccolo errore, ma una fonte significativa di errore che è stata probabilmente ignorata in molti studi.

In definitiva, l'articolo conclude che l'analisi della trama magnetica è uno strumento cruciale che non dovrebbe essere trascurato. Funziona come un controllo di qualità per il paleomagnetismo. Se vedete un record magnetico che sembra un po' "fuori posto" o piatto, controllare la trama interna della roccia può dirvi se la roccia stessa è la colpevole. Comprendendo come la lava è fluita e come quel flusso ha allineato i minerali magnetici, gli scienziati possono valutare meglio l'affidabilità delle loro letture delle bussole antiche ed evitare di interpretare erroneamente la storia del campo magnetico terrestre.