L’anomalia gravitazionale dell’Antartide: cosa si nasconde nelle profondità della Terra e perché ci riguarda

La gravità è una di quelle poche certezze assolute su cui pensiamo di poter contare. Un po’ come le imposte, ma decisamente più prevedibile. Eppure, il nostro pianeta ha un modo tutto suo di smentire le intuizioni più radicate. Nella realtà fisica, l’attrazione gravitazionale non è affatto una coperta stesa in modo uniforme sulla superficie terrestre. La sua forza varia da luogo a luogo e, una volta depurati i dati dall’effetto della rotazione terrestre, si scopre un fatto sorprendente: il punto in cui la gravità è ai minimi termini si trova esattamente sotto l’Antartide.

Gli scienziati lo definiscono “buco gravitazionale antartico” (in termini tecnici, Antarctic Geoid Low). Per molto tempo le cause di questa marcata anomalia sono rimaste avvolte nel mistero, ma una recente e complessa ricerca, guidata dall’Università della Florida in collaborazione con l’Istituto di Fisica del Globo di Parigi, ha finalmente decifrato l’enigma. La risposta non viene dallo spazio, ma dalle profondità più oscure del nostro pianeta.

Cos’è esattamente l’anomalia sotto l’Antartide?

Per i non addetti ai lavori, parlare di “buco gravitazionale” potrebbe far pensare a scenari fantascientifici. In realtà, si tratta di una questione di densità di massa. La Terra non è una sfera perfetta e omogenea. Al suo interno, enormi volumi di roccia presentano densità differenti. Poiché la gravità è l’attrazione esercitata dalla massa, dove c’è meno massa (o materiale meno denso), l’attrazione gravitazionale risulta leggermente inferiore.

Questa sottile differenza ha effetti tangibili, in primis sugli oceani. L’acqua, seguendo le leggi della fisica, tende ad accumularsi verso le aree dove l’attrazione è maggiore. Di conseguenza, in corrispondenza dell’anomalia antartica, dove la gravità è più debole, la superficie dell’oceano si “abbassa” letteralmente rispetto al centro della Terra, creando una depressione misurabile rispetto a quello che ci si aspetterebbe in condizioni normali.

La causa: un lento valzer di rocce nel mantello terrestre

Cosa genera questa carenza di massa sotto il continente bianco? I ricercatori hanno utilizzato i dati delle onde sismiche (generati dai terremoti) per fare una sorta di grande TAC al pianeta. Le onde sismiche rallentano o accelerano a seconda del materiale che attraversano, permettendo di mappare l’interno della Terra in tre dimensioni.

Il risultato è affascinante. L’anomalia è causata dal lentissimo movimento di enormi masse di roccia nel mantello terrestre (lo strato compreso tra la crosta e il nucleo), un processo che va avanti da decine di milioni di anni.

Nello specifico, la dinamica si basa sull’interazione di due forze opposte:

• La spinta verso il basso (subduzione): Antiche placche tettoniche, fredde e dense, sprofondano lentamente verso il nucleo terrestre.
• La spinta verso l’alto (upwelling): Dal confine con il nucleo terrestre, materiale roccioso estremamente caldo e meno denso risale verso la superficie, come l’aria calda in una mongolfiera.

Sotto l’Antartide (più precisamente nell’area del Mare di Ross), si trova un’imponente colonna di questo materiale caldo e leggero in risalita. Essendo meno denso rispetto alla roccia circostante, genera una “mancanza” di massa locale. Nel corso degli ultimi 40 milioni di anni, questo materiale caldo è salito dalle profondità estreme fino a raggiungere il mantello superiore, amplificando in modo decisivo il “buco” gravitazionale che osserviamo oggi.

(A) Ondulazioni geoidali non ellittiche, derivate dal geopotenziale GRACE, ma rappresentate rispetto all’ellissoide di riferimento WGS843. (B) Ondulazioni geoidali non idrostatiche derivate dalla soluzione geopotenziale GRACE2 rispetto alla figura ellissoidale idrostatica della Terra, derivanti dalla rotazione diurna6. Le mappe superiori mostrano le anomalie geoidali globali, mentre quelle inferiori si concentrano sulle anomalie geoidali sopra l’Antartide e le regioni circostanti. In tutti i casi, le ondulazioni del geoide sono calcolate da una rappresentazione armonica sferica del geopotenziale GRACE troncato al grado armonico ℓ = 32. La stella gialla segna la posizione geografica della depressione del geoide più profonda della Terra rispettivamente sul geoide non idrostatico e non ellittico. Le linee nere e grigie mostrano la posizione attuale dei confini delle placche e delle linee costiere.

Per chiarezza, ecco come si è evoluta la nostra comprensione del fenomeno:

Il legame con il clima: un dettaglio non trascurabile

I ricercatori non si sono limitati a mappare il presente, ma hanno letteralmente riavvolto il nastro del tempo geologico attraverso complessi modelli fisici e matematici. Hanno scoperto che, fino a 50 milioni di anni fa, questa anomalia era molto meno pronunciata.

La transizione fondamentale, con un forte incremento dell’anomalia gravitazionale, è avvenuta in una finestra temporale compresa tra i 50 e i 30 milioni di anni fa. Non è un periodo casuale. Coincide esattamente con drastici cambiamenti nel clima antartico, in particolare con l’inizio della glaciazione su larga scala che ha trasformato il continente nella distesa di ghiaccio che conosciamo oggi.

Come sottolinea il professor Alessandro Forte, coautore dello studio, comprendere come l’interno della Terra influenzi la gravità e il livello dei mari ci fornisce strumenti cruciali per capire la stabilità delle grandi calotte glaciali. Una minore gravità locale modifica il livello relativo del mare (la differenza tra la superficie dell’oceano e il fondale solido), creando condizioni che potrebbero aver favorito o influenzato la formazione del ghiaccio continentale.

In sintesi, il clima che osserviamo in superficie non è un sistema chiuso, ma dialoga in modo profondo e dilatato nel tempo con le immense fornaci che si agitano sotto i nostri piedi. Uno spunto di riflessione interessante, soprattutto in un’epoca in cui tendiamo a sovrastimare la capacità umana di controllare la natura, dimenticando le forze titaniche che, in silenzio, modellano il nostro mondo.

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