Franco AlladioAssociazione Euratom-ENEA sulla Fusione, FrascatiLiceo Touschek, Grottaferrata 20 Novembre 2014

La Dinamo Solare, la Geodinamo e le Dinamo Planetarie:

• Uragani di plasma magnetizzato sul Sole

• Uragani di leghe del Ferro all'interno del Globo Terrestre

• Uragani di materia ancor piu’ strana nei Pianeti Giganti

Per apprezzare la complessita' che la materia mostra nei suoi comportamentil’attivita’ magnetica del Sole (Dinamo Solare) puo’ essere un magnifico esempio:

una meteorologia di filamenti di plasma magnetizzati e rotanti che svolge nel terzo piu’ esterno del Sole lo stesso ruolo che nuvole e fluidi svolgono nelle atmosfere planetarie…

…come l'acqua sulla Terra ed il metano su Titano

Ricetta della Dinamo: Ricetta della Dinamo: partire un fluido che conduca elettricita’ e calorepartire un fluido che conduca elettricita’ e caloreRimescolare con: Rimescolare con: espansioni, spinte di Archimede, rotazioni, viscosita’espansioni, spinte di Archimede, rotazioni, viscosita’Insaporire con: Insaporire con: (transizioni di fase e) un pizzico di correnti elettriche! (transizioni di fase e) un pizzico di correnti elettriche!

Sole raggi X (falsi colori)

Un plasma e’ essenzialmente un gas (completamente) ionizzatoovvero dissociato in elettroni e nuclei del tutto slegati e quindi conduttorecosi’ chiamato da Debye (1928) perche’ “plasmabile” con campi magnetici

Debije 1928

Il Sole pero’, diversamente dai pianeti, e' costituito di plasma

Plasma si diventa: qualunque materiale arroventandolo abbastanzaPlasma si diventa: qualunque materiale arroventandolo abbastanza

Il plasma costituisce il 99% della materia visibile, se molto caldo e’ privo di atomi neutri, in tal caso non puo’ di reagire chimicamente ne’ far transizioni di fase

Viceversa i plasmi sono capaci di condurre corrente elettrica anche meglio dei metalli,quindi producono facilmente campi magnetici propri

Se poi il plasma si muove in modo macroscopico (fluido conduttore), la situazione si complica:il moto crea nuovo campo magnetico ed il campo magnetico a sua volta influenza il moto

I plasmi sono sempre ‘animati’ da fenomeni auto-organizzati (e talvolta in modo perverso!)

Plasma: si arroventa ma diventa capricciosoPlasma: si arroventa ma diventa capriccioso

Ad esempio le sfere di plasma rotanti e magnetizzate …sia come oggetti di laboratorio dal raggio di 1.4 m

…che come stelle di diametro 1.4 miliardi m

MAST, esperimento per la fusione aconfinamento magnetico, Culham (UK)

tendono a filamentarsi

Filamenti: il capriccio di sfrangiarsiFilamenti: il capriccio di sfrangiarsi

Corrente elettrica

Corrente elettrica

I filamenti magnetizzati,qui si usera’ anche il

termine “tubi di flusso”: strutture che contengono al

loro interno campo magnetico

e corrente elettrica

Campo magnetico

Un modello semplificatodi un filamento magnetizzato

Modelli piu’ realisticidi filamenti magnetizzati

Filamenti magneticiFilamenti magnetici

Le linee di campo magnetico in presenza di corrente se non si ‘spezzano’ oscillano proprio come molle, parte delle spire possono scappar via di sguincio come molle se ”troppo avvolte”, oppure come molle si srotolano se “poco avvolte”.La forza che si esercita sulla materia in presenza di campo magnetico e corrente elettrica e’ detta “Forza di Lorentz”Quanto piu’ il plasma e’ un buon

conduttore, tanto piu’ non puo’ discostarsi dalle linee magnetiche: advezione magneticaSpostare le linee di campo implica alterare le correnti elettriche: flussi materia → correnti

Filamenti e Filamenti e MagnetoidrodinamicaMagnetoidrodinamica

Alfvén 1942fondatore dellaMagnetoidrodinamica

Il plasma fluisce invece lungo le linee magnetiche con facilita’: ecco perche’ le linee di campo si “vedono”

1 Sept 2001 1 Sept 2008

Massimo solare Minimo solare

Galileo 1610

Schwabe1844

Scopre la periodicita’ di 11 anni nel numerodelle macchie solari

Il primo disegno delle macchie solari

Diagramma a “farfalle” di Spörer (1860)Descrive intensita’ e latitudine delle macchie solari

Le Macchie SolariLe Macchie Solari

Hale 1908scopre che il

Sole e’ magnetizzato

Il Sole si comporta come un Dipolo = magnete a sbarrache ogni ≈11 anni si rovescia di polarita’

Verde e viola: polarita’ opposte del campo magnetico

Il campo dipolare medio sulla superficie del Sole e’ circa un Gauss

Il Dipolo: un magnete a sbarraIl Dipolo: un magnete a sbarra

Giallo e blu: le polarita’ opposte del campo magnetico

L’inclinazione angolare dei fori d’uscita delle Macchie opposta sui due emisferi

In realta’ le Macchie appaionoin coppia, come se un magnetea ferro di cavallo fosse presente

sotto la superficie del Sole

La danza delle Calamite SolariLa danza delle Calamite Solari

l campi delle Macchie Solari possonoaver l’intensita’ di alcune migliaia di Gauss

Doppia dinamo:2 macchine sottoposte alla stessa coppia,ma vicine (accoppiate magneticamente)

Le correnti in entrambe le dinamooscillano tra valori positivi e negativi

Plasma e campo non si staccano …ma il campo si spegne! …la resistenza finita dei conduttori (effetto resistivo-Joule, …stufa elettrica) lo fa scomparire nel “tempo di diffusione magneticatempo di diffusione magnetica”

Sole: 1 Miliardo di anni …invece le correnti si rovesciano ogni 11 anniSole: 1 Miliardo di anni …invece le correnti si rovesciano ogni 11 anni

Terra: 200000 anniTerra: 200000 anni …le correnti rovesciate con periodi da 100000 a 35 Milioni di anni …le correnti rovesciate con periodi da 100000 a 35 Milioni di anni

Semplice dinamo con disco conduttore: • il moto ha un salto di velocita’ sui contatti• il circuito della corrente ha una precisa elicita’ (che dipende dal verso di rotazione del disco)

La Dinamo a Discosottoposta acoppia meccanicaproduce corrente

Larmor 1919 propone come meccanismo generativo della dinamo il moto di fluidi conduttori

Effetto Dinamo: dalle Biciclette ai Corpi CelestiEffetto Dinamo: dalle Biciclette ai Corpi Celesti

Cowling 1933Chiarisce con il suo “Anti-dynamo Theorem” che il moto del non puo’ essere 2 dimensionale

Flusso 3D laminare

I Flussi di Materia dell’Effetto DinamoI Flussi di Materia dell’Effetto Dinamo

L’eccitazione di correnti dinamo a partire da zero e’ impossibile in un sistema cheruota in modo perfettamente simmetrico*Neppure un preesistente momento di dipolo magnetico (calamita a sbarra) puo’ essere mantenuto da un flusso di materia che ruota solo rispetto ad un asseInfine una dinamo non puo’ essere sostenuta solo da un flusso 2-dimensionale, bensi’ da un flusso di materia che dipende da tutte e 3 le coordinate spaziali!

Backus 1957Trova il primoesempio diDinamo 3D

*Occorre soddisfare in una sfera conduttrice rotante le caratteristiche della Dinamo a Disco: 1) salti di velocita’ nei flussi e 2) elicita’ nelle correnti: • tutta la materia conduce: i moti possono cortocircuitare le correnti• interazione reciproca: flussi di materia → correnti che sono sorgente di campi magnetici e forzano i flussi di materia: correnti → flussi di materia

Flusso 3Dturbolento

Pece, altissima viscosita’ Miele, alta viscosita’ e diffusione viscosa Acqua, bassa viscosita’

Diminuendo la viscosita’, il flusso di materia si fa turbolento, con vortici su scale sempre piu’ piccole, che provvedono a dissiparne l’energia

La turbolenza secondo Leonardo

E’ la turbolenza (non Bernouilli) a far volaregli aerei…

Viscosita’ e Turbolenza nei Flussi di MateriaViscosita’ e Turbolenza nei Flussi di MateriaReynolds* 1895

Numero di Reynolds* =rapporto tra Tempi (tempo rotazione vortici/tempo smorzamento viscoso)

Proudman e Taylor 1917Chiariscono che in un corpo celeste rotante la vorticita’ di un fluido conduttore non viscoso ed in assenza di correnti elettriche deve allinearsi con l’asse di rotazione

Il Teorema di Proudman-Taylor indica che un corpo celeste rotante tenderebbe a produrre solo vortici colonnari (che ostacolano la convezione termica verso la superficie)

entro un corpo celeste conduttore si innescano correnti elettriche e campi magnetici che introducendo la Forza di Lorentz

consentono la convezione termica*convezioneconvezione

termicatermica

Effetto Dinamo: Correnti Elettriche per la Convezione TermicaEffetto Dinamo: Correnti Elettriche per la Convezione Termica(=spinta di Archimede) (=spinta di Archimede)

*Magnetoconvezione in cuile correnti elettriche si addensano

in strati e filamenti

La tempesta solare di Halloween 2003

Magnetosfera terrestre vista in emissione di ioni He+

(viene schiacciata dalla tempesta solare)

Prima della tempesta Al termine della tempesta

Durante i Massimi delle macchie solari gli effetti del magnetismo solare si abbattono sulla Magnetosfera Terrestre

Magnetosfera:Magnetosfera:la Terra si difendela Terra si difende

1996 2008

Ma anche durante i Minimi Solari vi sono emissioni di particelle da“buchi coronali” che in tali circostanza scendono verso l’equatore del Sole

Minimi Solari

Magnetosfera: sempre sotto attaccoMagnetosfera: sempre sotto attacco

Moltri altri pianeti del sistema solare sono dotatidi campo magnetico proprio e quindi ‘difesi’da Magnetosfere rispetto all’attivita’ solare

Le Aurore Polari sono gli effetti delle particelle solari che penetrano nelle cuspidi polari delle Magnetosfere

Magnetosfere PlanetarieMagnetosfere Planetarie

Stella LL Orionis

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Elioguaina

L’effetto esteso dei campi magnetici stellari: le Eliosfere

Magnetosfere anche per le Stelle:Magnetosfere anche per le Stelle:chi la fa l’aspetti!chi la fa l’aspetti!

Il colloquio tra Dinamo Solare e Magnetosfera TerrestreIl colloquio tra Dinamo Solare e Magnetosfera Terrestre

SOLE TERRA

• “Nucleo” del Sole (1/4 del raggio): plasma denso fino a 10 volte l'oro, temperatura tra i 15 e 7 milioni ºC: qui avvengono le reazioni di fusione nucleare che forniscono l’energia alla Stella

• “Zona Radiativa” (fino a 2/3 del raggio) energia propagata per assorbimento e riemissione elettromagnetica: densita’ da quella dell'oro a 1/5 dell’acqua, temperatura da 7 a 2 milioni ºC;la radiazione vi permane per circa 200mila anni! …non vi sono moti convettivi nel plasma

• “Zona Convettiva” (1/3 piu’ esterno del raggio); densita’ da 1/5 dell'acqua a 1/10000 aria, temperatura da 2 milioni ai 5700 ºC della “Fotosfera” (la superficie visibile)

• “Corona Solare”, meno densa della “Fotosfera” ma temperatura risale fino a 3 milioni ºC

Struttura radialeStruttura radialedel Soledel Sole

Nella “Fotosfera” e nella sovrastante “Cromosfera” (spessa ‘solo’ 2000 km) appare chiaro il reticolo delle celle convettive costituito da “Granuli solari” di diametro superiore ai 1000 km

Convezione termica alla superficie del SoleConvezione termica alla superficie del Sole

Tuttavia oltre al ‘tranquillo’reticolo di celle convettive

appaiono le “Macchie Solari”costituite da coppie di

polarita’ magnetica opposta

A parte la struttura a “dipolo magnetico” il campo magnetico che fuoriesce dal Sole e’ in gran parte dovuto alle “Macchie Solari”

Macchie e DipoloMacchie e Dipolo

Le strutture magnetiche associatealle Macchie Solari ruotano solidali

con la rotazione della Fotosfera

Ma cosa accade al di sotto?

Dinamo Solare: superficie e abissiDinamo Solare: superficie e abissi

L’Eliosismologia e' la tecnica ottica che misura le proprieta' interne del Sole tramite l'osservazione delle onde che agitano come terremoti la "Fotosfera” (la superficie visibile del Sole) ha rivelato una complessita' impensata di fenomeni

L’Eliosismologia ha rivelato la struttura internadel Sole nel sua meta’ raggio piu’ esterna e soprattutto la “Rotazione differenziale” del Sole

Mappa del periodo di rotazione su se’ stesso del Sole rotazione rigida in 28 giorni della “Zona Radiativa”“Zona Convettiva”: 25 giorni all’Equatore, 34 ai Polibrusca discontinuita’ nella rotazione a 2/3 del raggio

Eliosismologia: guardare dentro il SoleEliosismologia: guardare dentro il Sole

Gough1975

Eddington1926

La rotazione differenziale del Sole:La rotazione differenziale del Sole:la Tacoclinala Tacoclina

La transizione tra la “Zona Convettiva” e la“Zona Radiativa”

e’ detta “Tacoclina”: e’ spessa meno del 4% del raggio del Sole e coincide con la discontinuita' di rotazione del Sole:

• sopra la Tacoclina rotazione differenziale

• sotto la Tacoclina rotazione rigida

Brown, Libbrecht, Schou 1985

L’ Eliosismologia, riesce a “vedere” la struttura del campo magnetico delle “Macchie Solari” fino a quasi 20000 km sotto la “Fotosfera” e neconferma la natura di tubi di flusso e correnteche emergono dalla “Zona Convettiva”

Dalle “Macchie Solari” in realta’ fuoriescono“Tubi di flusso” conlinee di forza avvitatead elica: questo indicache i “Tubi di flusso” sono percorsi da intensecorrenti elettriche:“Tubi di flusso e corrente”

Filamenti avvoltiFilamenti avvolti

I “Tubi di flusso e di corrente” con linee avvitate ad elica provengono dalle Profondita’ della “Zona Convettiva”

Corrente elettrica

Emergere dall’InfernoEmergere dall’Inferno

Tramite la advezione magnetica la rotazione differenziale distorce le linee di campo magnetico e lo fa essenzialmente sulla Tacoclina

La trasformazione del campo dipolare (da polo a polo) in campo toroidale (lungo i paralleli)

Distorsioni sulla Distorsioni sulla TacoclinaTacoclina

Nella “Zona Convettiva” la pressione del plasma domina sulla pressione magnetica: • si ha un’advezione magnetica in cui i campi seguono il plasma

Effetto “Ω”:Trasforma il campo

lungo i meridianiin campo toroidaleVelocita’ angolare del Sole

Zona radiativa ⇚ ⇛ Zona convettiva

Sulla Tacoclina e’ presente un accumulo di linee di campo magnetico quasi allineate alla direzione toroidale (ai paralleli)

L’intenso calore che giunge dalla “Zona Radiativa” sulla Tacoclina la puo’ perturbare e certe linee di campo magnetico si destabilizzano

Tubi di flusso si distaccano dalla Tacoclina, il loro campo magnetico interno li fa espandere, la loro materia si rarefa’ e per la spinta di Archimede galleggiano nel plasma circostante e risalgono come palloni aerostatici verso la Fotosfera

Se sono “molle” sufficientemente avvolte (ovvero se contengono al lorointerno abbastanza corrente elettrica) raggiungono la Fotosfera e la forano con le due polarita’ magnetiche delle Macchie

ArchimedeArchimede

da tale “oceano” si alzano come "nuvole" filamenti magnetizzati di plasma che ruotano al loro interno come uragani, se l’uragano non e’ abbastanza avvolto (ovvero se la corrente elettrica che contiene non e’ sufficiente) si disfa lasciando ripiovere il suo campo magnetico sulla Tacoclina

La meteorologia dei filamenti di plasmamagnetizzati e rotanti sul Sole

Dinamo SolareDinamo Solare= Meteorologia= Meteorologia

La "Tacoclina” oltre ad ospitare la discontinuita' di rotazione del plasma puo’ esser vista come un vero e proprio "oceano" di campo magnetico

“pioggia” che parte da sopra la Fotosfera

(Simulazioni numeriche)

Dinamo Solare: la base dei tubi di flusso sulla TacoclinaDinamo Solare: la base dei tubi di flusso sulla Tacoclina

Parker 1975

L’Eliosismologia nonha la sensibilita’ per

arrivare a distinguerei campi magnetici

200mila km sotto laFotosfera (max 20mila km)

I dati sulla velocita’ delle onde eliosismiche mostrano una gobba inaspettata sulla tacoclina:Campo ordinato su superfici magnetiche nella tacoclina? (Fase -1)Campo meno ordinato nei filamenti ? (Fase -2)Campo ergodico nei filamenti che si frantumano e ricadono sulla tacoclina? (Fase -3)

Riconnessioni magnetiche possono rilasciare calore latente, quasi fossero transizioni di fase?

Ebollizione nucleata Ebollizione a strati

La Tacoclina in “ebollizione” : una Transizione di La Tacoclina in “ebollizione” : una Transizione di Fase? Fase?

Analogie:Velocita’ del suono nelle transizionidi fase triple del Petrolio: gas-liquido-paraffina

Velocita’ del suono nelle transizioni di faseTriple Ebollizione nucleata e strati dell’acqua

La Tacoclina in “ebollizione” : una Transizione di La Tacoclina in “ebollizione” : una Transizione di Fase? Fase?

Fotosfera:magnetogramma

Dinamo Solare sulla Fotosfera: le Macchie Solari come Dinamo Solare sulla Fotosfera: le Macchie Solari come Uragani Uragani

Eliosismologia:Profondita’ 0-3000 Km

Eliosismologia9000-12000 Km

Convezione termica dell’aria su un oceano caldo • transizioni di fase (vapore, pioggia, grandine) • fenomeni elettrici (fulmini)• effetti chimici (grani e polveri)

Sulla Terra gli Uragani sono associati alla forza di Coriolis, la forza apparente che si esercita in in sistema rotante su quel che si muove

La forza di Coriolis cerca di spegnerela convezione termica

contenendola a ruotaresono le transizioni di fase

che continuano ad alimentare l’Uragano!

Uragano(Terra)

Uraganoinverso(Sole)

Le Macchie solari come Uragani

Uragani Uragani Coriolis 1831

L’attivita’ magnetica del Sole ha un ciclo completo di soli 22 anni: ogni 11 anni il campo magnetico si rovescia in tutte le sue componenti: Macchie Solari, Tacoclina, Dipolo Nord-Sud

Giallo e blu: le polarita’ oppostedel campo magnetico

L’effetto sulle Macchie Solari

Dinamo Solare: l’inversione del campo ogni 11 anniDinamo Solare: l’inversione del campo ogni 11 anni

… ma restano inalterati nei due emisferi i segni di due quantita’:• l’elicita’ cinetica (forza di Coriolis)• la forza elettromagnetica di Lorentz: l’elicita’ di corrente (jzBz)

Emisfero nord: jzBz>0

Emisfero sud : jzBz<0

I tubi di flusso portano corrente lungo il campo magnetico B e ruotano al loro interno

“Regola” emisferica jzBz Effetto emisferico Coriolis

Cio’ che non si inverte: forza elettromagnetica e di CoriolisCio’ che non si inverte: forza elettromagnetica e di Coriolis

Restano inalterati i segni di due componenti che si compensano: • la forza di Coriolis e • l’allineamento delle correntii con il campo: jzBz

• L’Effetto Dinamo non puo’ aver preferenze di segno per la direzione delle correnti e dei relativi campi magnetici, se si rovesciano entrambi la forza esercitata sul fluido resta inalterata

• La competizione tra advezione e diffusione del campo magnetico e’ indifferente al segno

Ma oltre la pioggia e gli Uragani, sul Sole non mancano neppure i fulmini:una volta giunti nella Corona Solare i filamenti sono soggetti a riconnessioni magnetiche che

prendono la forma di giganteschi fulmini (i "Brillamenti Solari, o Flares”)

Dinamo Solare: i Brillamenti Solari (Flares)Dinamo Solare: i Brillamenti Solari (Flares)

Tuttavia in presenza di resistenza elettrica(effetto resistivo-Joule) (il plasma e’ un conduttore ottimo …ma non un superconduttore!):se linee di campo magnetico vicine formano strutture topologiche con punti ad “X”, le linee si possono spezzare e poi ricongiungere attraverso fenomeni di “Riconnessione Magnetica”, ed il plasma riesce a staccarsi dalle linee magnetiche

Nella “Corona Solare” la pressione magnetica dominala pressione del plasma: si ha una advezione magnetica in cui• il plasma segue il campo

Flares e Riconnessione Magnetica all’ arrivo dei Filamenti nella Corona Flares e Riconnessione Magnetica all’ arrivo dei Filamenti nella Corona

Rapporto tra tempi (advezione magnetica/diffusione magnetica per effetto resistivo-Joule)(Rem) =(numero di Reynolds magnetico) (Rem)≈1012 nella Corona Solare

Significa che la diffusione magnetica (piu’ debole di 1000 miliardi di volte) e’ trascurabile?

Purtroppo NO, significa che la diffusione e’ dominante in zone sottilissime,con spessori piu’ piccoli di : ≈ un milione di voltela loro estensione lungo le linee di campo

La Riconnessione: competizione tra Advezione e Diffusione magnetica La Riconnessione: competizione tra Advezione e Diffusione magnetica

Rem

Spessore

Este

nsio

ne lu

ngo

le li

nee

di ca

mpo

L’effetto locale della riconnessione cambia globalmente percorsi di correnti e linee di forza, nei calcoli numerici in 3D il numero di punti di calcolo tende a (Rem)3=1036 !Nei codici numerici (punti <1011) non c’e’ e forse mai ci sara’ la possibilita’ di riprodurre moti con numeri di Reynolds cosi’ elevati

In realta’ leRiconnessioni

sono 3D

Tacoclina

Btor > 0, Btor < 0 Contorni Bmerid

T T T T T T

N

Tubi di campo e corrente formati sulla Tacoclina da Riconnessioni 3D ?Tubi di campo e corrente formati sulla Tacoclina da Riconnessioni 3D ?Semiciclo di Dinamo Solare: ad ogni momento vi sono Btor > 0, Btor < 0 a cavallo delle Tacoclina

S

Ω

Alla riconnessione 3D si associanotorsioni che iniettano corrente

netta nel filamento

Rapporto tra (advezione magnetica/diffusione magnetica per effetto Joule)(Rem) =(numero di Reynolds magnetico) (Rem)=1010 sulla Tacoclina

I "Brillamenti Solari” dovuti alla Riconnessione magnetica trasformano l’energia magnetica immagazzinata nei tubi di flusso che congiungono ll’alto della Fotosfera al basso della Tacoclina e quindi vanno ad attingere all’immensa potenza nascosta nelle profondita’ solari a milioni di gradi º C…

I "Brillamenti Solari” accelerano fino ad alte energie (1-10 MeV) numerosi malcapitati nucleiche si trovano in vicinanza del punto di riconnessione e li scagliano nello spazio interplanetario

Dinamo Solare: l’accelerazione di particelle nei FlaresDinamo Solare: l’accelerazione di particelle nei Flares

In certi casi possono dar adito alle cosiddette "Emissioni Coronali di Massa, CME" in cui immense nuvole magnetizzate di plasma coronale vengono aggiunte nello spazio

interplanetario all'emissione continua del "Vento Solare" da parte del Sole

Dinamo Solare: Emissioni Coronali di Massa Dinamo Solare: Emissioni Coronali di Massa (CME)(CME)

Il vento solare continuo con protonidi energia 1-10 keV prende la formadi una Spirale di Archimede rotantenello spazio interplanetario che si alza ed abbassa: “Gonna di Ballerina”

(causa la doppia coda delle Comete)

Investe con continuita’ la Terrama viene schermato dal campomagnetico terrestre

Vento emesso da strutturepresenti sulla Cromosfera(che sta sopra la Fotosfera)e emesso ancor di piu’ dai cosiddetti “Buchi Coronali”

Vento Vento SolareSolare

Alfvén 1957 Parker 1958

Ben piu’ drammatica e’ l’emissionedi protoni da 10-100 MeV a nelle

"Emissioni Coronali di Massa, CME"

Se la loro traiettoria e’ allineata sul pianeta Terra le CME si schiantano sulla“Magnetosfera Terrestre”

Emissioni Coronali di Massa (CME)Emissioni Coronali di Massa (CME)

Il risultato collettivo dell’effetto Il risultato collettivo dell’effetto αα e’ la produzione di un campo magnetico lungo i meridiani e’ la produzione di un campo magnetico lungo i meridiani

Due processi sono comuni a tutte le dinamo stellariDue processi sono comuni a tutte le dinamo stellari

La rotazione differenziale (variabile sia radialmente che La rotazione differenziale (variabile sia radialmente che latitudinalmente) storce le linee del campo latitudinali latitudinalmente) storce le linee del campo latitudinali (dipolari) in linee longitudinali (toroidali) e ne intensifica (dipolari) in linee longitudinali (toroidali) e ne intensifica la forzala forza– – Effetto Omega “Effetto Omega “ΩΩ”, localizzato sulla Tacoclina”, localizzato sulla Tacoclina

L’ulteriore ritorcimento di tali linee di forza da parte di L’ulteriore ritorcimento di tali linee di forza da parte di moti non simmetrici assialmente (come Coriolis) che le moti non simmetrici assialmente (come Coriolis) che le fanno rigirare nel piano latitudinale (dipolare) fanno rigirare nel piano latitudinale (dipolare) – – Effetto Alpha “Effetto Alpha “αα, localizzato sulla Tacoclina?, localizzato sulla Tacoclina?

– – Effetto Alpha “Effetto Alpha “αα, localizzato in Superficie, localizzato in Superficie

Per giustificarla: la Dinamo a Trasporto di FlussoPer giustificarla: la Dinamo a Trasporto di Flusso

Dinamo Solare: l’inversione del campo ogni 11 anniDinamo Solare: l’inversione del campo ogni 11 anni

La La ““Circolazione MeridionaleCircolazione Meridionale” ” puo’ dar conto puo’ dar conto dell’inversione del campo ogni 11 annidell’inversione del campo ogni 11 anni

– – Effetto “Effetto “αα” in Superficie: l’inclinazione tra ” in Superficie: l’inclinazione tra i 2 poli delle macchie lascia del campo residuoi 2 poli delle macchie lascia del campo residuo

Il campo residuo emergente dalle macchieIl campo residuo emergente dalle macchiesi diffonde in longitudine e latitudine sul Solesi diffonde in longitudine e latitudine sul Sole

La Dinamo a Trasporto di FlussoLa Dinamo a Trasporto di Flusso

La Dinamo a Trasporto di FlussoLa Dinamo a Trasporto di Flussopredicepredice …sciagure? …sciagure?

Predizione Predizione 2007 2007 dell’attivita’ solaredell’attivita’ solareVerificata Verificata 20142014

Il Ciclo 25 (2020-2031) senza macchie solari?Il Ciclo 25 (2020-2031) senza macchie solari?

Durante il minimo di Maunder delleDurante il minimo di Maunder dellemacchie solari la piccola era glacialemacchie solari la piccola era glaciale

Il Tamigi ghiacciato durante la piccola era glacialeIl Tamigi ghiacciato durante la piccola era glacialedel minimo di Maunder (1630-1710)del minimo di Maunder (1630-1710)

……ma la Circolazione Globale ma la Circolazione Globale nella Zona Convettiva restanella Zona Convettiva restada spiegare… da spiegare… lla discrepanza a discrepanza tra un moto fluido a 2-D alla tra un moto fluido a 2-D alla Proudman-Taylor e quello 3-D Proudman-Taylor e quello 3-D misurato sul Sole indica che misurato sul Sole indica che probabilmente la dinamo e’probabilmente la dinamo e’corresponsabile anche dellacorresponsabile anche dellaCircolazione GlobaleCircolazione Globale!!

Rotazione diProudman-Taylor

Rotazionemisurata

Dinamo a Trasporto di FlussoDinamo a Trasporto di Flussorisolve il problema? …No!risolve il problema? …No!In realta’ e’ solo in buon accordoIn realta’ e’ solo in buon accordocon la Circolazione Globale dellacon la Circolazione Globale dellaZona Convettiva…Zona Convettiva…

La dinamo e’ presente anche sulle altre stellema soprattutto su quelle massicce ha dettagli diversi

Oh, Be A Fine Girl: Kiss Me!

Sole

La catalogazione delle Stelle in base a colore (e massa)Dinamo Stellari:Dinamo Stellari:le stelle sono tantele stelle sono tantemilioni di milionimilioni di milioni

Le CME (in gran parte composte di protoni ad alta energia) fortunatamente sono schermate dal campo magnetico terrestre e riempiono le "Fasce di Van Allen” in vicinanza della Terra

Ma i loro effetti elettromagnetici hanno gia' causato estesi danni a reti elettriche sulla Terra e con ogni probabilita' arrivano anche ad influenzare la Meteorologia Terrestre alterando la

ionizzazione della sottostante "Ionosfera Terrestre”, che poi influenza l’atmosfera sottostante

Pericoli dalle Emissioni Coronali di Massa (CME)Pericoli dalle Emissioni Coronali di Massa (CME)

Wiechert 1897scopre la frontiera inferioredel Mantello Terrestre

Lehman 1936scopre la presenzadel Nucleo Interno

Interfaccia Nucleo Interno-Esterno5500º C*, P=3.24 MBar(rib ≈ 19% del raggio di superficie)

Interfaccia Nucleo Esterno-Mantello4000º C*, P=1.34 MBar(rcmb ≈ 55% del raggio di superficie)

Struttura desunta dalla propagazione delle onde sismiche

* a tali temperature non vi sono magneti permanenti (1000º max): nessuna spiegazione con “calamite”

La struttura della Terra La struttura della Terra e la Geodinamoe la Geodinamo

Oldham 1906scopre il

Nucleo Fluido

Polo Nord magnetico

Polo Sud Magnetico

Declinazione del camporispetto al Nord geografico

Poli Magnetici disallineati di circa 11º

Cristoforo Colombo, fin dalprimo viaggio nelle Americhenota che la Declinazione del campo varia con il luogo

Colombo oltre le Colonne d’ErcoleColombo oltre le Colonne d’Ercole

Il campo medio in superficiee’ circa mezzo Gauss

Deriva secolare verso Ovest della Declinazione ≈0.5º/anno

Intensita’ del campo radialesulla superficie terrestre

La struttura del campo magnetica sulla superficie terrestree’ all’incirca dipolare (magnete a sbarra)

ma sul Nucleo Esterno la configurazione e’ piu complessa

Intensita’ del campo radialedesunta sul nucleo esterno(compaiono forti irregolarita’)

Polo Nord Polo Sud

Gauss 1836

Gauss introduce il corretto sviluppo inMultipoli Sferici* del campo della Terra:dato il mantello della Terra, elettricamente quasi isolante, si puo’ “vedere” di sotto!

*Fino al Multipolo 14 sono campi della Geodinamo del Nucleooltre il 14 sono le disomogeneita’ magnetiche nella Crosta

*ma il campo toroidale non e’osservabile dalla superficie

Gauss…oltre la superficie Gauss…oltre la superficie terrestreterrestre

Differenze tra Dinamo Solare (Plasma compressibile) Geodinamo (Ferro fuso incompressibile) Radialmente: forti variazioni di pressione etc. variazioni contenute sulla densita’ <20%

il rapporto (forza di Coriolis/forza inerziale) =(Ro-1)(Ro-1) =(1/Rossby number) (Ro-1) =1-103 per il Sole, 106 per la TerraLa Terra e’ relativamente 1000 volte piu’ forte del Sole nell’incolonnare i suoi moti fluidi

il rapporto (forza Coriolis/forze viscose) =(E-1)(E-1)=(1/numero di Ekmann) (E-1)=1015 per il Sole, 1015 per la TerraCoriolis ovunque dominante sulle forze viscose …colonne sottili?

il rapporto (diffusione magnetica/diffusione viscosa del flusso) =(Pm-1)

(Pm-1) =(1/numero magnetico di Prandl ) (Pm

-1)=102-107 per il Sole, 105 per la TerraDiffusione magnetica dominante su diffusione viscosa …la Geodinamo ha larghe Colonne!

il rapporto tra (advezione magnetica/diffusione magnetica per effetto Joule) =(Rem)(Rem) (numero di Reynolds magnetico) (Rem)=1010-106 per il Sole, 1000 per la Terra

1000=200000 anni (tempo diff. magnetica nucleo)/200 anni (tempo circolazione convettiva)E’ richiesta una velocita’ sufficiente affinche’ il campo non sia solo dissipato (Rem)crit≈40

Gli strati di corrente ≈1/30 • (rcmb-rib), poiche’

Bullard, Gellman 1954…la via d’uscita magnetoidrodinamica dalle secche dei vari teoremi Anti-Dinamo

La Magnetoidrodinamica, La Magnetoidrodinamica, confrontoconfrontotra Geodinamo e Dinamo Solare:tra Geodinamo e Dinamo Solare:Colonne al posto dei FilamentiColonne al posto dei Filamenti

1 Rem

Campo magnetico parallelo all’asse terrestre desunto sul margine del nucleo terrestre

La Terra e’ relativamente 1000 volte piu’ forte del Sole nell’incolonnare i suoi moti fluidi

Proudman-Taylor 1917

Le Colonne di TaylorLe Colonne di Taylor

colonnecolonneciclonicheciclonicheanticiclonicheanticicloniche

(direttamente visibilela struttura colonnare)

Parker 1955 Roberts 1972 Glatzmaier 1995

La Magnetoidrodinamica porta la Geodinamo La Magnetoidrodinamica porta la Geodinamo oltre le Colonne di Tayloroltre le Colonne di Taylor

L’insorgere di campo magneticoL’insorgere di campo magneticoconsente al consente al flussoflusso di avvolgersi di avvolgersi intorno intorno alle colonnealle colonne

(qui mostrate le anticicloniche)(qui mostrate le anticicloniche)

Effetto Effetto ααEffetto Effetto ΩΩ

(Ma il campo toroidale non e’osservabile dalla superficie)

(qui colonne non mostrate) (qui colonne non mostrate)

Differenze tra Dinamo Solare (plasma compressibile) Geodinamo (metalli fusi incompressibili)

il rapporto tra (spinta di Archimede convettiva/forze viscose e di termoconduzione) =(Ra) (Ra) (Numero di Rayleigh) (Ra)=1020-1016 per il Sole, 5000 per la Terra (critico 1000)

La spinta convettiva sulla Geodinamo e’ molto piu’ debole che su quella Solare Le Dinamo Planetarie si dividono in: • Dinamo supercritiche (Ra)>(Ra)crit (Terra)

• Dinamo sottocritiche (Ra)<(Ra)crit (dopo l’innesco)

il rapporto (forza magnetica di Lorentz/forza di Coriolis) = (Λ)(Λ)=numero di Elsasser (Λ)≥1 Tacoclina Solare, (Λ)≥1 Geodinamo

il rapporto (diffusione per termoconduzione/diffusione viscosa del flusso) =(Pr-1)

(Pr-1) =(1/numero di Prandl ) (Pr

-1)=107 per il Sole, 1-10 per la Terra

Nella Terra la viscosita’ e’ forte quasi quanto la conduttiva’ termica

Elsasser 1956…la via d’uscita magnetoidrodinamica dalle secche dei vari teoremi Anti-Dinamo

La Magnetoidrodinamica, confronto tra La Magnetoidrodinamica, confronto tra Geodinamo e Dinamo Solare: Archimede Geodinamo e Dinamo Solare: Archimede spinge meno e la viscosita’ lo intralcia!spinge meno e la viscosita’ lo intralcia!

Braginsky 1963

La spinta di Archimede dalla disomogeneita’ delle leghe del La spinta di Archimede dalla disomogeneita’ delle leghe del ferro ferro

La Cristallizzazione sul Nucleo Interno:una Transizione di Fase

Numerose possibili sorgenti di energia per la Geodinamo:• Spinta di Archimede per disomogeneita’ di composizione delle leghe del ferro• Precessione terrestre (sulla Terra marginale)• Calore interno che innesca turbolenze (sulla Terra di bassa efficienza)

Spinta di Archimede composizionale dalla crescita del nucleo centrale (rilascio calore latente): • Fe (e Ni) cristallizano all’interfaccia tra Nucleo Interno Solido e Nucleo Esterno Liquido • Elementi piu’ leggeri (Si, S e O) rimangono disciolti nel Nucleo Esterno Liquido e• Insieme al calore latente rilasciato innescano la convezione termica

Accoppiamento magnetico tra Nucleo Interno-Esterno

• Il fluido dei pennacchi si avvolge ruotando intorno alle colonne di Proudman-Taylor• La rotazione avvolge le linee magnetiche e produce perturbazioni di corrente elettrica• E’ la Forza di Lorentz delle correnti che spezza il vincolo delle colonne di Proudman-Taylor

Vista Polare (colonne P-T non mostrate) Vista EquatorialeVista Polare (colonne P-T non mostrate) Vista Equatoriale

Scambio di calore e impulso meccanico con il Mantello

La spinta di Archimede compositionale e’ coerente con l’assenza di dinamo su Venere(gemello della Terra*, ma senza Tettonica a Zolle), su cui non si sarebbe ancora formato un Nucleo Interno Solido poiche’ il flusso di calore dal Nucleo interamente Liquido e’ tappato dal Mantello non convettivo e ridotto ad un punto tale da non poter innescare turbolenze

Due scenari nel remotopassato della Terra:

Dinamo turbolenta per via delMantello convettivo della Terra

nessuna Dinamo (come Venere)

Il roventi trascorsi della Dea Il roventi trascorsi della Dea dell’ Amore tenuti a sobbolliredell’ Amore tenuti a sobbolliresotto coperchio dal Mantello?sotto coperchio dal Mantello?

Presunta storia del Nucleo Interno dellaTerra (formatosi 2.5 Miliardi anni fa?)

Nuclei al 55% del raggio

come la Terra

*La bassa velocita’ di rotazione di Venereconsentirebbe comunque la Dinamo

Uragani da disomogeneita’ delle leghe del Ferro abradono il Mantello Uragani da disomogeneita’ delle leghe del Ferro abradono il Mantello

Il filmato mostra solo la zona tra i due Nuclei, tratteggia in colori le componenti + e – dei campi magnetici sul Nucleo Centrale (sfera

(Aubert) interna verde) e sul margine del Mantello (sfera esterna ‘trasparente’)

Un ingrediente essenziale delle simulazioni della Geodinamo sonole condizioni di scambio di calore ed impulso meccanico con il Mantello Terrestre

Gli Uragani delle leghe del Ferro visti piu’ da vicino (un videogioco?)Gli Uragani delle leghe del Ferro visti piu’ da vicino (un videogioco?)

Dove sono le riconnessioni magnetiche nella Geodinamo?

Probabilmente, esattamente come nella Dinamo Solare, in arrivo e in partenza:• alla partenza degli Uragani di leghe di Ferro (interfaccia tra i due Nuclei)• all’ arrivo degli Uragani (quando si schiantano sul Mantello Terrestre)

Le inversioni della polarita’ del magnetismo terrestree la datazione dei fondali

…ma presente da 2.5 Miliardi di anni?

• L’Effetto Dinamo non ha preferenze di segno per la direzione delle correnti che fluiscono e dei relativi campi magnetici: se si rovesciano la forza esercitata sul fluido resta inalterata

La non preferenza di segno del

Geomagnetismo ne indica le origini

magnetoidrodinamiche

Le inversioni di polarita’ magnetica della GeodinamoLe inversioni di polarita’ magnetica della Geodinamo

Per l’inversione del Dipolo non c’e’ fretta: dai calcoli dura 2000* anniPer l’inversione del Dipolo non c’e’ fretta: dai calcoli dura 2000* anni……e comunque il Quadrupolo di Gauss difendera’ la Terra!e comunque il Quadrupolo di Gauss difendera’ la Terra!

(il dipolo della Geodinamo non si e’ piu’ rovesciato da ben 800mila anni)

*2000 anni ≈tempo di rovesciamento del dipolo nel Nucleo Interno, che quindi stabilizza la *2000 anni ≈tempo di rovesciamento del dipolo nel Nucleo Interno, che quindi stabilizza la polarita’ in quanto molto piu’ lungo del tempo ≈200 anni di circolazione dei pennacchi polarita’ in quanto molto piu’ lungo del tempo ≈200 anni di circolazione dei pennacchi convettivi nel Nucleo Esterno. Puo’ rovesciare il dipolo una casuale ripetizione prolungata di convettivi nel Nucleo Esterno. Puo’ rovesciare il dipolo una casuale ripetizione prolungata di pennacchi per 2000 anni, tale che la corrente dipolare nel Nucleo Interno possa decadere. pennacchi per 2000 anni, tale che la corrente dipolare nel Nucleo Interno possa decadere.

Catastrofi al rovesciamento?La Terra esposta ai protoni da 100 MeV delle Coronal Mass Ejections del Sole?

Quasi tutti i Pianeti hanno magnetizzazione, non tutti una Dinamo!Quasi tutti i Pianeti hanno magnetizzazione, non tutti una Dinamo!

No Dinamo!

Dinamo Dipolare (come la Terra) Dinamo Dipolare (di massima simmetria)

Dinamo Quadrupolare e storta (come la Terra all’inversione*?)

*No perche’ anche Urano ha lo stesso campo, i due Giganti d’acqua del Sistema Solare sono proprio cosi’ per Natura

*

Condizioni per la Dinamo Planetaria:• Possibilita’ di Convezione (materiale conduttore)• Dimensioni sufficientemente grandi del Nucleo* • Conduttivita’ elettrica intermediaSembra paradossale, ma un’eccessiva conduttivita’ elettrica preclude la Dinamo, infatti si associa con un’ eccessiva conduttivita’ termica (e questa pero’ preclude la Convezione, il calore se ne va comunque)

Condizioni per le Dinamo PlanetarieCondizioni per le Dinamo Planetarie

Locazione della Dinamo:Terrestri: Nucleo di Ferro LiquidoGiganti d’Acqua: Ghiacci Conduttori(!)Giganti Gassosi: Idrogeno Metallico

*Sui Terrestri il flusso di calore e’ condizionatodal Mantello che puo’ essere diverso da caso a caso

Mercurio: poco piu’ grande della Luna, ha uncampo magnetico simile a quello della Terra, ma …

… l’intensita’ del campo e’ solo l’1% della Terra:spiegata con la Dinamo di uno strato sottileintorno al Nucleo Interno Solido schermatoda uno strato liquido non convettivosotto il Mantello

…riscaldamento dovuto alle Maree causate dal Sole?(Mercurio ruota 3 volte su se’ stesso per ogni 2 orbite)

Sorprese da Mercurio: ghiaccio fangoso ai Poli …Effetto Dinamo inatteso

Intensita’ del campo

Mercurio hain proporzione

nel Sistema Solareil piu’ grande Nucleo:

75% del raggio di superficie

Le disgrazie di Marte: Effetto Dinamo e atmosfera uccisi nella culla?Nessun Effetto Dinamo attualmente

magnetizzazione residua soltantonell’Emisfero Sud, quello Nord amagnetico

• Prima disgrazia:Urto catastrofico

4 Miliardidi anni or sono

e/oppure

Enorme Pennacchio nel MantelloTharsis Regio

• Seconda disgrazia:Tali eventi catastroficiavrebbero trasformato laDinamo in Emisferica esottocritica poi spentasi

• Ultima disgrazia: il ridottissimo campo magnetico nell’Emisfero Nord avrebbe consentito al Vento Solare di spazzar via l’atmosfera di Marte!

Giove Saturno

Nuclei di ghiacci e rocce?

L’Idrogeno metallizza (effetto quantistico) e’ conduttore (1/10 di FeTerra) ma non solidifica

No superficie solida (nucleo centrale?):gas e liquidi in convezione

⬇

La rotazione e’ definita dal campo magnetico!

Composti > 90% di H & He

La Dinamo dei Giganti GassosiLa Dinamo dei Giganti GassosiDue campi dipolari

ragionevolmenteallineati in asse

Bande di velocita’ zonale equatore super-rotanterispetto alla rotazionedel campo magnetico

(Coriolis vince su Archimede)

(Taylor-Proudman)

La dinamo e’ legata alla circolazione atmosferica (H ed He + O C N S in tracce):Venti Zonali (paralleli all’Equatore) con molte bande di segno alterno

Una meteorologia idrodinamica di ventizonali in superficie che si trasformacon un graduale aumento della conduttivita’elettrica (permanendo la convezione) in una meteorologia magnetoidrodinamicaa livello dell’idrogeno metallico (Dinamo)

La duplice Meteorologia dei Giganti La duplice Meteorologia dei Giganti GassosiGassosi

Nell’idrogeno metallico conduttore il campo magnetico non puo’ avvolgersi indefinitamente, nei Giganti Gassosi la potenza meccanica richiesta diverrebbe esorbitante* e la dissipazioneJoule supererebbe alla grande l’energia che viene dal Solequindi oltre una certa profondita’ non ci possono piu’ essere bande di velocita’ bensi’ corotazione di campo e materia (come sotto la Tacoclina Solare), anzi da quel raggio in giu’ tutto il pianeta deve ruotare rigidamente agganciato al campo magnetico

La duplice rotazione dei Giganti Gassosi genera una Tacoclina?La duplice rotazione dei Giganti Gassosi genera una Tacoclina?

Questo modello prevede un campo fortemente radialenello strato in cui si passa dalle bande di velocita’ allacorotazione rigida con fortepredominanza sulle due“calotte polari”

Dipolo allineato Dipolo inclinato

*In realta’ tutti i Giganti (Urano fa eccezione) emettono piu’ radiazione (fattori 2-3) di quanto ricevano dal Sole: le spiegazioni sono • intensa dissipazione elettrica (effetto Joule) nella Dinamo• continuazione della contrazione gravitazionale (pioggia He sui Gassosi)

Il dipolo e’ cosi’ perfetto che pervalutare la rotazione di Saturno si usa la rotazione dell’Esagono del Polo Nord, sincrono con le emissioni radio dal Pianeta

L’Elio a 2 Mbare 6000 K e’ un liquido metallicoche cade a gocceattraverso l’Idrogenoancora molecolare,ma che si stametallizzando

Una beffa ai teoremi anti-Dinamo?No, e’ He liquido che piove* sopra l’H metallico dellazona Dinamo, ne rende la parte alta non convettivae consente ai venti zonali di penetrarla, facendoneuna gabbia di Faraday con correnti zonali che filtrano

tutte le componenti del campo magnetico diverse dal dipolo simmetrico

*Per via delle pressioni piu’ elevate lo strato di pioggia di He su Giove e’ ben piu’sottile e di conseguenza l’effetto gabbia di Faraday su Giove ben meno efficace

Saturno: un Dipolo simmetrizzato dalla pioggia di ElioSaturno: un Dipolo simmetrizzato dalla pioggia di Elio

La Dinamo dei Giganti d’ AcquaLa Dinamo dei Giganti d’ AcquaDue campi ≈ Quadrupolarima abbastanza irregolari (componente Dipolo decentrata)

Per il resto H2O, NH3 e CH4 fluidi/ghiacciati

No superficie solida (nucleo centrale?):gas e liquidi in convezione, Acqua Ionica-Superionica

conduttrice a 1 Mbar (1/100 di FeTerra) e >2000 K⬇

La rotazione e’ definita dal campo magnetico!

Composti > 10% di H & He non legati

Nuclei di rocce?

Urano

Nettuno

Equatore sotto-rotantee poli sopra-rotanti

rispetto alla rotazionedel campo magnetico

(Archimede vince su Coriolis)

(Taylor-Proudman)

La dinamo e’ legata alla circolazione atmosferica (H ed He + CH4)Venti Zonali (paralleli all’Equatore) con poche bande di segno alterno

La duplice Meteorologia dei Giganti d’AcquaLa duplice Meteorologia dei Giganti d’Acqua

Una meteorologia idrodinamica di ventizonali in superficie che si trasformacon un graduale aumento della conduttivita’ elettrica (permanendo la convezione) in unameteorologia magnetoidrodinamica (Dinamo) a livello dell’Acqua Superionica

Nettuno

Acqua dorata e conduttrice per la Dinamo dei Giganti Acqua dorata e conduttrice per la Dinamo dei Giganti d’Acquad’Acqua

Venti zonali di Nettuno Campi magnetici di NettunoIl sistema di ventizonali piu’ semplicenei Giganti d’Acquarispetto aiGiganti gassosie’ associato alcampo magneticopiu’ complesso

Struttura dell’acquanelle condizioni ditemperatura>2000Ke pressione>1 MBardi Urano e Nettuno

In luce visibile dicolore giallo-oro

Acqua Ionica Acqua Superionica in due diverse fasi

E' interessante notare che a partire dalla semplice necessita' che il Sole ha di smaltire energia tramite moti convettivi, la materia anche in uno dei suoi stati piu' semplici qual'e' il plasma di una Stella (che manca delle possibilita' di reagire chimicamente e di effettuare transizioni di fase, cosi' come di solito intese) abbia la capacita' di autorganizzarsi in strutture estremamente complesse di tipo meteorologico ed assolvere lo stesso compito che i fluidi dotati di chimica e capaci di transizioni di fase svolgono tra atmosfere ed oceani dei pianeti, … come l'acqua sulla Terra ed il metano su Titano

Anche i Pianeti per i loro moti convettivi interni si organizzano con cio’ di cui dispongono (i Terrestri con il Ferro liquido, i Giganti Gassosi con l’Idrogeno Metallico, i Giganti d’Acqua con l’Acqua Ionica e Super-ionica)

L’Effetto Dinamo e’ uno degli esempi piu’ chiari che mostra come la materia in qualunque condizione sia capace di produrre strutture ordinate e coerenti che ricordano gli esempi ben piu’ strabilianti che abbiamo sotto gli occhi sulla Terra …le strutture viventi!

CONCLUSIONE:

Ma restano degli Arcani … →

Gillet Nature 2010

Ogni (6 anni – 1 giorno) Perigeo e Nodi della Luna si riallineano

6 Anni-1 giorno e’ il periodo della coppiatorcente che la Luna esercita sulla Terra!

Geodinamo e coppia torcente della LunaGeodinamo e coppia torcente della Luna

Ogni 6 anni la lunghezza del giorno e’ modulata

Ogni 6 anni nel Nucleo della Terra onde torsionali

Abreu A&A 2012

La coppia torcente dei Pianeti modulaLa coppia torcente dei Pianeti modula l’intensita’ della Dinamo Solarel’intensita’ della Dinamo Solare

Piccole Ere Glaciali