Esiste un punto sulla Terra dove la gravità è più debole che in qualsiasi altro luogo del pianeta, e si trova sotto l’Antartide. Non è un concetto intuitivo, perché tendiamo a pensare alla forza di gravità come a qualcosa di uniforme, costante, sempre uguale ovunque. E invece no. Le misurazioni, una volta corrette per gli effetti della rotazione terrestre, mostrano che proprio nel sottosuolo antartico si concentra un’anomalia nota come Antarctic geoid low, abbreviata in Agl. Un vero e proprio “buco gravitazionale” che gli scienziati studiano da tempo e che adesso, finalmente, trova una spiegazione più chiara.
A ricostruire l’origine e l’evoluzione di questo fenomeno è uno studio guidato da Alessandro Forte, professore di geofisica all’Università della Florida, e da Petar Glišić, dell’Istituto di geofisica di Parigi. Il gruppo di ricerca ha simulato al computer i movimenti del mantello terrestre, quello strato roccioso che si estende sotto la crosta, andando indietro fino a 70 milioni di anni fa. Il risultato è una ricostruzione dettagliatissima della storia dell’Agl, che combina dati sismici raccolti in tutto il mondo con modelli informatici fondati sulle leggi della fisica. Come spiega Forte: “È un po’ come fare una tac dell’intero pianeta. Solo che non possiamo usare i raggi X come avviene in medicina. Noi abbiamo a disposizione i terremoti. Sono le onde sismiche a fornirci la ‘luce’ con cui osserviamo l’interno del pianeta”. I risultati, tra l’altro, coincidono anche con le misurazioni del campo gravitazionale effettuate dai satelliti.
Due forze opposte hanno plasmato il buco gravitazionale antartico
La formazione dell’Agl è il prodotto della tensione tra due componenti del mantello. Da un lato ci sono le lastre di roccia fredde e dense, generate dalla subduzione della placca oceanica attorno all’Antartide. Dall’altro agiscono i pennacchi, flussi di materiale caldo e più leggero che risalgono dalla zona di confine tra il nucleo terrestre e il mantello. Questa sorta di tira e molla tra forze opposte ha modellato la struttura gravitazionale dell’Antartide nell’arco di decine di milioni di anni.
Le ricostruzioni mostrano che l’Agl esiste da almeno 70 milioni di anni, ma inizialmente il suo centro non si trovava sotto l’attuale Antartide: era nell’Atlantico meridionale. In quella fase, l’anomalia gravitazionale si è intensificata e attenuata più volte, legata a squilibri nella densità del mantello inferiore, a profondità comprese tra 1.830 e 2.890 chilometri. Poi è arrivato un passaggio decisivo. Tra circa 40 e 30 milioni di anni fa, il centro dell’Agl si è spostato rapidamente dall’Atlantico meridionale al mare di Ross, in Antartide. A partire da circa 35 milioni di anni fa, la sua estensione è aumentata di circa il 30%. Secondo i ricercatori, questo ampliamento è il risultato della lenta risalita di materiale caldo dal mantello profondo fino a regioni che si trovano a meno di 1.300 chilometri di profondità, un processo che avrebbe contribuito a indebolire ulteriormente la gravità nell’area.
Un indizio importante a sostegno di questa ricostruzione arriva dal fenomeno noto come true polar wander, cioè il lento spostamento dell’asse di rotazione terrestre su archi temporali molto lunghi. La tempistica dei cambiamenti dell’Agl indicata dal modello coincide in modo sorprendente con un brusco spostamento dell’asse terrestre avvenuto circa 50 milioni di anni fa, ricostruito a partire dai dati paleomagnetici. Il fatto che la simulazione sia coerente anche con evidenze ottenute tramite un metodo completamente diverso rafforza in modo significativo l’affidabilità del modello.
La connessione con la nascita dei ghiacci antartici
C’è poi un aspetto che rende tutto ancora più affascinante. I grandi cambiamenti dell’Agl collimano con una fase cruciale del clima terrestre. Il periodo in cui l’anomalia gravitazionale si è intensificata rapidamente, tra 50 e 30 milioni di anni fa, coincide con l’inizio della formazione delle vaste calotte glaciali in Antartide. La gravità, del resto, influisce direttamente anche sul livello del mare: nelle regioni dove la forza è più debole, l’acqua tende a ridistribuirsi verso le aree circostanti, causando un leggero abbassamento localizzato della superficie marina. Se il rafforzamento dell’Agl ha modificato il livello del mare attorno al continente antartico, potrebbe aver influito anche sulle condizioni ambientali che hanno favorito la formazione del ghiaccio.