Il ferromagnetismo: che cosa è? come funziona? Il ferromagnetismo (…e il magnetismo) applicato allo studio del campo magnetico terrestre nella teoria della espansione dei fondali oceanici e della tettonica a zolle.

Il ferromagnetismo è una proprietà caratteristica di alcune sostanze (dette ferromagnetiche), come il ferro o il nichel, suscettibili di un’elevata magnetizzazione indotta. In altre parole, si dicono ferromagnetiche le sostanze che, sottoposte all’azione di un campo magnetico, presentano un’elevata permeabilità magnetica (cioè, attitudine a lasciarsi magnetizzare) proporzionale all’intensità del campo. La motivazione di tale comportamento è da ricercarsi nelle caratteristiche del reticolo cristallino delle sostanze ferromagnetiche.

 
Reticolo cristallino ferro = cubico a corpo centrato.
 
Reticolo cristallino nichel= cubico a facce centrate.
   

 

I geologi ed i paleogeografi sfruttano il ferromagnetismo di alcuni minerali ferriferi presenti nelle rocce magmatiche. Infatti, si è osservato come nelle lave i minerali ferriferi tendano a disporsi con la direzione
dell’allungamento parallela a quella delle linee di forza del campo magnetico terrestre (un po’ come fa l’ago di una bussola). Dopo la solidificazione, l’orientamento di questi minerali registra permanentemente, per così dire, l’orientamento del campo magnetico esistente durante il consolidamento.

In questo modo, nota l’età della roccia (con metodi radiometrici) si può determinare lo spostamento delle masse continentali, dovute ai movimenti previsti dalla tettonica delle zolle.

In questo modo si è riusciti per esempio a determinare come la polarità del campo magnetico terrestre si sia invertita numerose volte negli ultimi duecento milioni di anni (cioè, il polo nord ed il polo sud magnetici si sono spostati sino a prendere grosso modo l’uno il posto dell’altro). Ciò è stato dedotto per esempio dall’analisi dell’orientamento dei minerali ferromagnetici presenti nelle rocce basaltiche che
costituiscono i fondali dell’oceano Atlantico: se immaginassimo di colorare di nero le rocce presentanti una determinata polarità (per es. confrontabile con quella attuale) e di bianco le rocce presentanti i minerali ferromagnetici disposti secondo una polarità opposta, i fondali basaltici dell’oceano atlantico mostrerebbero una disposizione a strisce alternate bianche e nere, ed ogni colore rappresenterebbe l’inversione di polarità del campo magnetico terrestre. Per comprendere come ciò sia possibile è indispensabile tener conto del fatto che al centro dell’oceano atlantico esiste una grande frattura, lunga migliaia di chilometri, che allargandosi produce ogni giorno nuova crosta oceanica. Ovviamente ci aspetteremo che le rocce del fondo dell’Atlantico prossime alle coste europee o americane siano le più antiche. Infatti esse rivelano un’età media di 180-190 milioni di anni. Vale a dire che l’oceano Atlantico si è aperto centonovanta milioni di anni fa, e si sta ancora allargando (di circa 2 cm all’anno).

Il campo magnetico residuo delle rocce magmatiche (ma anche alcune rocce sedimentarie contenenti minerali ferriferi possono mostrare tali fenomeni) va a sommarsi a quello attuale del campo magnetico terrestre, ma solo quando la disposizione dei minerali ferromagnetici corrisponde all’attuale polarità (il polo nord magnetico si trova attualmente nell’emisfero boreale, nell’arcipelago artico canadese; il polo sud magnetico si trova nell’emisfero australe, al largo delle coste antartiche), e si parla di polarità “positiva” (per esempio, il colore nero nella nostra rappresentazione dei fondali oceanici); altrimenti, se la direzione del campo magnetico residuo delle rocce è invertita rispetto a quella del campo geomagnetico attuale, i due contributi magnetici si sottrarranno ed il campo magnetico generale sarà leggermente inferiore a quello medio (polarità magnetica “negativa”).