Durata straordinariamente lunga delle inversioni di polarità geomagnetica nell’Eocene

Quando lo scudo magnetico della Terra si capovolge

Il campo magnetico terrestre funziona come uno scudo invisibile, deviando gran parte delle radiazioni ad alta energia che provengono dal Sole e dallo spazio. Di tanto in tanto questo scudo si capovolge, così che nord e sud si scambiano di posto. Per decenni gli scienziati hanno ritenuto che questi eventi fossero relativamente rapidi, concludendosi in circa diecimila anni o meno. Questo studio mostra che alcune inversioni antiche, avvenute 40 milioni di anni fa durante l’Eocene, durarono molto più a lungo—decine di migliaia fino a oltre settantamila anni—ponendo nuove questioni sul funzionamento del motore magnetico del nostro pianeta e su cosa periodi così prolungati di campo debole possano significare per la vita in superficie.

Scavare la storia magnetica dal fondo del mare

I ricercatori si sono rivolti a fanghi sepolti in profondità sotto l’Atlantico settentrionale, perforati durante una spedizione oceanica. Questi sedimenti marini si sono accumulati lentamente, strato dopo strato, circa 2,4 centimetri ogni mille anni. Piccoli cristalli di minerali magnetici presenti in ogni strato si allineavano con la direzione del campo magnetico terrestre mentre si depositavano, fissando un registro del comportamento del campo nel tempo. Misurando con cura i cambiamenti nella chimica e nella luminosità dei sedimenti, il team ha costruito una cronologia molto precisa per il Medio Eocene, tra circa 38 e 43 milioni di anni fa. Ciò ha permesso loro di collegare sottili variazioni nel record magnetico a età precise, cosa raramente possibile così lontano nel passato della Terra.

Due inversioni che impiegarono un tempo eccezionalmente lungo

All’interno di questa successione di sedimenti datata con cura, gli scienziati hanno identificato due transizioni complete di polarità magnetica—periodi in cui il campo passò da uno stato stabile al suo opposto. Ciascuna transizione è visibile come un lungo intervallo durante il quale il polo magnetico apparente si allontana da entrambi i poli geografici e l’intensità del campo diminuisce. Per il primo evento, il capovolgimento direzionale durò circa 18.000 anni. Per il secondo, si estese per un sorprendente arco di 70.000 anni. Durante questi intervalli, le misurazioni mostrano che il campo rimase insolitamente debole per decine di migliaia di anni, invece di riprendersi rapidamente. Queste durate sono molto più lunghe rispetto al valore di riferimento di circa 10.000 anni desunto da inversioni più giovani e meglio conosciute e dimostrano che il comportamento magnetico della Terra nel passato remoto poteva essere molto più prolungato e complesso.

Un ballo caotico dei poli magnetici

Un’ispezione più attenta rivela che la lunga inversione eocenica non fu un semplice viaggio unidirezionale da una polarità all’altra. Invece, il campo magnetico attraversò più fasi: un “precursore” in cui iniziò a deviare dal suo stato abituale, una inversione principale e poi diverse fasi di “rimbalzo” in cui il campo si riassestò parzialmente per poi vacillare di nuovo prima di stabilizzarsi definitivamente. Questo schema somiglia a un ballo caotico dei poli magnetici piuttosto che a un netto attraversamento singolo dell’equatore. Un comportamento così complesso è stato intravisto anche nei registri di inversioni più recenti, ma il caso eocenico si distingue per la lunga durata in cui il campo rimase instabile, debole e vagante.

Mettere alla prova le ipotesi con Terre virtuali al computer

Per capire se queste transizioni insolitamente lunghe siano eccezioni o parte di un comportamento normale, il team ha confrontato i risultati con modelli al computer del nucleo terrestre. Queste simulazioni del “geodinamismo” imitano come il nucleo esterno, fluido e ricco di metalli, si muove e genera un campo magnetico. Se eseguiti per lunghi periodi, i modelli producono centinaia di inversioni di polarità. Le durate delle inversioni simulate variano ampiamente e seguono una distribuzione asimmetrica in cui la maggior parte è breve ma alcune sono molto lunghe. Quando i tempi del modello vengono convertiti in anni usando assunzioni ragionevoli, le inversioni simulate più lunghe durano da circa 30.000 a oltre 100.000 anni—esattamente nell’intervallo degli eventi eocenici lunghi. Questa concordanza suggerisce che una grande dispersione nelle durate delle inversioni sia una caratteristica intrinseca del motore magnetico, non un vezzo delle rocce.

Cosa potrebbero significare per la vita i campi deboli prolungati

Per le persone che vivono in superficie, l’intensità del campo magnetico conta più della posizione esatta del nord magnetico. Durante le lunghe inversioni eoceniche descritte qui, lo scudo terrestre si indebolì per decine di migliaia di anni, permettendo a un maggior numero di particelle ad alta energia provenienti dal Sole e dallo spazio di raggiungere l’atmosfera. Un’esposizione prolungata di questo tipo potrebbe aver alterato cicli chimici, influenzato processi legati al clima o stressato organismi viventi, come è stato proposto anche per episodi ancora più antichi vicino all’alba della vita animale complessa. Questo studio mostra che inversioni magnetiche lente e prolungate sono già avvenute e potrebbero ripetersi, approfondendo la nostra comprensione del cuore inquieto del pianeta e della sua influenza sull’ambiente nel corso del tempo geologico.

Citazione: Yamamoto, Y., Boulila, S., Takahashi, F. et al. Extraordinarily long duration of Eocene geomagnetic polarity reversals. Commun Earth Environ 7, 180 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03205-8

Parole chiave: inversioni geomagnetiche, campo magnetico terrestre, geologia dell’Eocene, paleomagnetismo, simulazioni del geodinamismo