Sandro SCANDOLO, ICTP, Trieste
Abstract
Sepolto a piu' di 5000 km di profondita', il nucleo interno della Terra e' ancora in larga parte sconosciuto. Grazie ai dati sismici ne conosciamo la densita' e la pressione, e sappiamo che e' un solido composto principalmente di ferro. Ma non ne conosciamo la struttura cristallina, ne' il motivo per cui le onde sismiche trasversali (cosiddette di shear) si propagano cosi' lentamente. Nonostante recenti progressi, non e' ancora possibile riprodurre in laboratorio le condizioni di pressione e temperatura del centro della Terra in modo controllato. Le simulazioni atomistiche a principi primi sono riuscite a fornire indicazioni utili, ma sono limitate a celle di simulazione contenenti solo qualche centinaio di atomi. Grazie a tecniche di "deep learning" siamo riusciti ad estendere la dimensione delle celle di simulazione ad alcuni milioni di atomi, mantenendo un'accuratezza "chimica" nella descrizione delle interazioni tra atomi [1]. Questo ci ha permesso di proporre che il nucleo interno sia composto da una lega cubica (bcc) di ferro e altri elementi leggeri, tra cui il principale e' il Silicio. Questa fase riproduce i dati sismici meglio di qualunque altra ipotesi fatta finora [2,3], e apre nuovi orizzonti nella comprensione degli strati piu' profondi della Terra.
[1] Z. Li, S. Scandolo, Physical Review B 109, 184108 (2024); Computer Physics Communications 304, 109307 (2024)
[2] Z. Li, S. Scandolo, Geophysical Research Letters 51, e2024GL110357 (2024)
[3] Z. Li, S. Scandolo, Nature Comm., under review; arXiv:2409.08008.
