COSA PRODUCE IL CALORE CHE ARRIVA DAL CUORE DELLA TERRA?

Continuando a scavare nei misteri del sottosuolo

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La Terra ha un motore radioattivo. Detto così può sembrare strano, ma è vero. Buona parte dell’energia che alimenta vulcani, terremoti e anche il campo magnetico terrestre è prodotta dal decadimento radioattivo di uranio e torio.

Prima di proseguire, una breve delucidazione per i non addetti ai lavori. Il decadimento radioattivo è un insieme di processi fisici e nucleari attraverso i quali alcuni nuclei atomici instabili perdono energia raggiungendo uno stato di maggiore stabilità. Una qualità fondamentale per questa piccolissima parte della materia.

Il decadimento avviene per emissione di radiazioni ionizzanti, nel rispetto dei principi di conservazione della massa e dell’energia, meglio conosciuti come Relatività di Albert Einstein, sintetizzata nella formula E = m c2, dove la terza lettera dell’alfabeto rappresenta la velocità della luce.

Le radiazioni ionizzanti sono passaggi di energia nello spazio capaci di trasformare un atomo in ione. Questa è la definizione scientifica nuda e cruda, meglio riportarla in termini alla portata di tutti. Caratteristica imprescindibile degli atomi è la loro neutralità, ovvero il non possedere una carica elettrica (positiva o negativa), condizione mantenuta grazie alla presenza dello stesso numero di protoni ed elettroni. Una radiazione, invece, è capace di dare una carica ad un atomo, trasformandolo in uno ione.

Come avviene questo fenomeno? Un atomo è composto da tre particelle, dette “subatomiche”: protoni, neutroni ed elettroni. I primi hanno carica positiva, i secondi nessuna e i terzi negativa. Poiché protoni e neutroni sono contenuti nel nucleo di un atomo (e quindi non possono muoversi di lì, onde evitare un collasso atomico che sprigionerebbe un’onda di energia mostruosamente potente), gli unici a poter passare da un elemento all’altro sono gli elettroni, in costante rotazione attorno al nucleo.

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Una radiazione ionizzante, trasportando energia, trasporta anche elettroni. Essi possono aggiungersi a quelli già presenti in atomo, donandogli maggiore carica negativa, o attirarne altri, dando come risultante un atomo caricato positivamente. Per completezza: un atomo caricato positivamente è detto “catione”, uno negativamente “anione”.

Però, concretamente, cosa sono le radiazioni ionizzanti? Un esempio calzante potrebbero essere i raggi gamma o, avvicinandoci al quotidiano, i raggi X e gli ultravioletti del Sole. Facile comprendere che, in quantità elevate, sono molto pericolose. Soprattutto se provenienti da elementi come il torio e uranio, entrambi particolarmente tossici. L’uranio, in una delle sue varianti (l’isotopo 235), è un combustibile per reattori ed armi nucleari. Un elemento da maneggiare con estrema cura, dunque.

Un elemento presente nel mantello terrestre, lo strato spesso circa 3mila chilometri al di sotto della crosta. Ecco, quindi, la risposta alla domanda del titolo. Buona parte del calore sprigionato dalle viscere della Terra deriva dal decadimento radioattivo dell’uranio-238 e del torio-232, due isotopi degli elementi di cui sopra. Gli isotopi sono varianti di elementi atomici con differente numero di protoni rispetto alla versione standard. Entrando maggiormente nello specifico, stando anche a quanto ha rilevato una ricerca dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, questo è il risultato di un’analisi sui misteriosi geo-neutrini.

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Urge un’altra spiegazione. In fisica delle particelle (la branca della fisica che studia la materia nelle sue parti e le radiazioni, ndr) i neutrini sono una particella subatomica più piccola dell’elettrone dalle 100 mila al milione di volte. Per questo, loro curiosa particolarità, non possono essere coinvolti nei fenomeni elettromagnetici (quelli che permettono di unire le calamite, giusto per citare un esempio).

Proprio per questo, ed è il punto focale dell’ultimo studio divulgato, potrebbero essere tra i principali protagonisti del calore sprigionato dalle viscere del nostro pianeta nonché di alcuni dei fenomeni più distruttivi di tutti, quali eruzioni vulcaniche e terremoti. Il condizionale è d’obbligo, perché ancora si sa poco su di essi.

Ma non è detto che non possano essere utilizzati per creare nuove fonti di energia e per cercare un rimedio ai tempi difficili che stanno correndo.

Francesco Bulzis

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