Nucleo (esogeologia)

Nucleo di un pianeta

Ciascun pianeta, o satellite del sistema solare, purché sia almeno parzialmente differenziato, ha composizione e densità diverse del materiale che formano il suo corpo.

Più si va verso l'interno più esso diventa pesante e più denso, fino ad essere completamente metallico entro un determinato raggio, e questo varia da pianeta a pianeta, da satellite a satellite.

In alcuni modelli di formazione planetaria l'interno è suddiviso in zone di densità differenti, grazie all'accrescimento di materia e materiali di differenti composizioni.

In altri modelli il pianeta si è accresciuto di materiali abbastanza uniformi, e la differenziazione interna ha avuto inizio successivamente, come conseguenza dell'evoluzione termica del corpo planetario. Per arrivare a questa differenziazione è stato necessario, oltre alla forza gravitazionale anche di una sorgente di calore necessaria a fondere le rocce, e due sono le più importanti fonti: quella gravitazionale (compreso il calore di accrescimento) e quella del decadimento radioattivo che può essere operante per miliardi di anni.

Ogni pianeta è stato soggetto a questo riscaldamento, e si pensa che specialmente quelli di tipo terrestre siano passati per questa fase di differenziazione.

Linee di forza di un campo magnetico planetario

La prima distinzione interna è il nucleo; l'elemento più pesante presente in un pianeta è il ferro; quando la temperatura dovuta al decadimento radioattivo raggiunge il valore di fusione del ferro, parte di questo migra verso gli strati interni, e siccome si lega facilmente con ossigeno e zolfo all'inizio il nucleo di un pianeta potrebbe essere di solfuro di ferro.

La separazione di un nucleo genera di per sé stessa calore, il che contribuisce ulteriormente alla caduta interna di materiali più pesanti. dal momento che questo è un evento interno tutto il calore viene coinvolto e questa è una forma molto efficace di riscaldamento gravitazionale.

L'accesso alle profondità dei pianeti ci è interdetto ma ci si può fare un'idea abbastanza veritiera di ciò che accade studiando l'andamento delle onde sismiche che interessano l'intero corpo e dare così un significato alle diverse strutture e ai materiali interessati.

Il nucleo dei pianeti generalmente si mantiene allo stato liquido negli strati più esterni. I movimenti del nucleo liquido dovuti alla rotazione del pianeta attorno al nucleo ferroso per effetto dinamo generano un campo magnetico che fa risentire la propria presenza sia sulla superficie che nello spazio, creando un involucro magnetico attorno al pianeta stesso, chiamato magnetosfera.

Da notare che l'effetto dinamo, con conseguente produzione di un campo magnetico, non viene prodotto solamente in un nucleo ferroso, ma anche nella parte superiore al nucleo stesso in presenza di idrogeno liquido che ruota attorno all'asse del pianeta, anche se l'intensità delle linee di forza è minore, ed il valore della stessa intensità sarà tanto più piccolo quanto minore sarà la velocità di rotazione; praticamente è quello che avviene nei pianeti giganti gassosi.

Nucleo dei corpi del sistema solare
Corpo celesteComposizione del nucleoDimensioni del nucleo (raggio)Campo magnetico (Terra=1)
SoleNucleo con prevalenza di idrogeno~150.000 kmAl minimo = 1, nelle macchie fino a 3.000 volte
MercurioNucleo ferroso~1.800-1.900 km~1 centesimo
LunaNucleo piccolo forse ferroso~220–450 km~1 milionesimo
VenereNucleo di ferro fuso~1.500 km~1 millesimo
MarteNucleo di roccia fusa, zolfo, solfuro di ferro, ferro~1.700 km~0,0002
GioveNucleo di ferro e silicati~10.000 km~14
SaturnoNucleo di metallo e roccia~1.400 km~0,5
UranoNucleo roccioso e ferroso~7.500 km~50
NettunoNucleo roccioso e ferroso~7.400 km~25
CometeNucleo di acqua (ghiaccio), metano, ammoniaca, anidride carbonica, ossido e biossido di carbonio, acido cianidrico, polveri di metallo e grafite, polvere di roccia (magnesio e silicati)--
AsteroidiNucleo con zone più dense di rocce,silicati di carbonio, silice, materiale ferroso (ferro e nichel)--
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