Flussi Geoneutrini Osservati dai Laboratori del Gran Sasso

La grande fornace al centro della Terra Osservati per la prima volta i flussi di geoneutrini Il successo del test italiano «Borexino. La Terra ha un cuore caldo. Un calore che smuove i continenti, semina distruzione con i terremoti ed esplode nelle eruzioni vulcaniche, ma che puo’ assumere la forma gentile del geotermico. Un calore misterioso, perche’ conosciamo meno le viscere del nostro pianeta di quelle di una stella.

Dalle profondita’ della Terra giungono in realta’ messaggi rivelatori, ma la natura li ha scritti usando come lettere le piu’ inafferrabili delle particelle: gli anti-neutrini, che come i neutrini hanno la proprieta’ di attraversare masse di roccia restando pressoche’ invisibili. A svelarli e leggerli per la prima volta e’ stato «Borexino», un esperimento allestito nei Laboratori del GRAN SASSO dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Lo studio, appena reso noto, promette di aprire una nuova stagione nel viaggio alla scoperta del pianeta.

La crosta sotto i nostri piedi e’ in realta’ sottile e varia da appena 10 km sotto gli oceani a un massimo di 70 sotto i continenti. Sotto la crosta, poi, c’e’ il mantello, formato da rocce a una temperatura tra 1500 e 3000 gradi e rimescolate da lentissime correnti. E’ questo movimento, che sposta le placche su cui poggiano i continenti, a creare gli scontri titanici all’origine dei terremoti o i punti di frattura da cui erutta la lava vulcanica. Il mantello e’ invece spesso circa 3 mila km e ancora piu’ in profondita’ si trova un nucleo rovente.

Il calore prodotto dalla Terra si calcola ammonti a circa 40 migliaia di miliardi di Watt, pari a quello che sarebbe prodotto da migliaia di centrali nucleari. Ma da cosa ha origine questo calore? Secondo alcuni, in GRAN parte, o tutto, si svilupperebbe come conseguenza di decadimenti radioattivi di atomi presenti nel mantello, una tesi confermata da «Borexino». «Il test ha osservato per la prima volta anti-neutrini, particelle cosi’ leggere da non avere quasi massa che vengono prodotte in diversi fenomeni naturali. Gli anti-neutrini che abbiamo captato provengono dalla Terra e hanno l’energia che ci si aspetta per quelli prodotti nel decadimento radioattivo di atomi di uranio, potassio o torio presenti nel mantello, anche se i dati sono ancora troppo preliminari per permettere di capire se i decadimenti sono responsabili di tutto il calore o solo in parte», spiega Gianpaolo Bellini, responsabile del test.

Viene invece smentita un’ipotesi alternativa, secondo la quale il calore sarebbe stato generato in prossimita’ del centro della Terra da reazioni di fissione nucleare, in cui si spezzerebbe l’atomo proprio come avviene nei reattori. In questo caso «Borexino» avrebbe dovuto registrare il passaggio di anti-neutrini di energia piu’ elevata, fatto che non e’ avvenuto. Quella che si apre ora e’ una nuova stagione di ricerche: «Misurando i neutrini in diversi punti del pianeta potremo capire quali sono quelli piu’ freddi e piu’ caldi e ottenere informazioni-chiave per la comprensione di cio’ che avviene dentro la Terra, forse permettendoci di capire meglio terremoti ed eruzioni». A questo scopo ci vorranno altri test e progetti sono allo studio in Usa, Canada, Finlandia e Giappone. Per ora pero’ «Borexino» resta unico, motivo d’orgoglio per l’Italia. L’unicita’ comincia dal luogo in cui e’ ospitato – i Laboratori del GRAN SASSO sono caverne scavate sotto 1400 metri di roccia – e continua con gli apparati: una cupola del diametro di 16 metri racchiude 2400 tonnellate di acqua purissima e che, oltre alla montagna, costituisce un filtro alle particelle che vengono dal cosmo.

Immersa nell’acqua si trova una sfera di nylon che racchiude 1000 tonnellate di un liquido, lo «pseudocumene», e una parte centrale costituita da altre 300 tonnellate della stessa sostanza. Gli anti-neutrini, che attraversano la zona piu’ interna, lasciano una traccia: a captarla ci pensano speciali apparecchi, i fotomoltiplicatori.