Un mistero profondo 5.000 chilometri
A oltre 5.000 chilometri sotto la superficie terrestre, nel cuore del nostro pianeta, si cela un mondo inaccessibile e misterioso: il nucleo interno. Con temperature che superano i 6.000 gradi Celsius e una pressione più di tre milioni di volte superiore a quella atmosferica, studiare questa regione è una sfida formidabile. Tuttavia, un team di ricercatori del Centro internazionale di fisica teorica Abdus Salam (Ictp) di Trieste, guidato da Zhi Li e Sandro Scandolo, ha compiuto un passo avanti significativo grazie all’utilizzo dell’intelligenza artificiale e delle capacità di calcolo del supercomputer Leonardo del Cineca.
Il silicio, un elemento chiave
La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Communications, ha focalizzato l’attenzione sul ruolo del silicio, un elemento leggero che, insieme al ferro, costituisce la lega che compone il nucleo terrestre. Per la prima volta, è stata considerata l’influenza di un elemento leggero come il silicio sulla struttura microscopica del nucleo. I risultati ottenuti grazie all’intelligenza artificiale hanno rivelato che il silicio influenza l’ordine in cui gli atomi si dispongono nella lega ferrosa in condizioni di pressione e temperatura estreme. In particolare, il silicio stabilizza la lega in una struttura cubica, anziché esagonale, una scoperta che potrebbe spiegare un’anomalia sismica di lunga data.
Onde sismiche più lente del previsto
Le osservazioni sulla propagazione delle onde sismiche attraverso il nucleo terrestre hanno da tempo rivelato che queste viaggiano a una velocità inferiore rispetto a quella che si realizzerebbe in un cristallo esagonale. La ricerca condotta all’Ictp suggerisce che la presenza del silicio e la conseguente stabilizzazione della struttura cubica della lega ferrosa potrebbero essere la causa di questo rallentamento. “I nostri risultati prevedono valori della velocità di propagazione delle onde sismiche nella lega di ferro-silicio molto vicini a quelli osservati, suggerendo che gli atomi nel nucleo interno si dispongano davvero in una struttura reticolare cubica”, spiegano gli autori dello studio.
Intelligenza artificiale e supercalcolo: strumenti per esplorare l’ignoto
Questo studio evidenzia l’importanza crescente dell’intelligenza artificiale e del supercalcolo nella ricerca scientifica. Senza l’accesso a strumenti avanzati come il supercomputer Leonardo del Cineca, sarebbe stato estremamente difficile simulare le condizioni estreme presenti nel nucleo terrestre e studiare il ruolo di un elemento leggero come il silicio. La ricerca rientra tra i progetti finanziati dal Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing (Icsc), uno dei cinque centri nazionali italiani istituiti dal Pnrr, a testimonianza dell’impegno del nostro paese nell’investire in tecnologie all’avanguardia per la ricerca scientifica.
Implicazioni e prospettive future
Questa scoperta non solo fornisce una spiegazione plausibile per il rallentamento delle onde sismiche nel nucleo terrestre, ma apre anche nuove prospettive sulla composizione e l’evoluzione del nostro pianeta. Comprendere meglio la struttura del nucleo terrestre è fondamentale per comprendere i processi geodinamici che avvengono al suo interno e che influenzano la superficie terrestre, come il campo magnetico e i movimenti delle placche tettoniche. Ulteriori ricerche, basate su simulazioni sempre più accurate e sull’analisi di dati sismici, potranno confermare e approfondire questi risultati, svelando ulteriori segreti del cuore della Terra.