Inge Lehmann, la geofisica che ci ha permesso di capire il nucleo terrestre

Inge Lehmann (Copenaghen, 13 maggio 1888 – Copenaghen, 21 febbraio 1993) è stata un'importantissima sismologa e geofisica danese. Se oggi sappiamo che il nucleo del nostro pianeta è formato da due parti, una solida interna e una fusa esterna, lo dobbiamo a lei. Una consapevolezza che ha cambiato completamente il modo in cui studiamo il nostro pianeta. E che dire di quando interpretò, unica al suo tempo, la natura delle onde P, le più veloci onde sismiche registrabili dopo un terremoto? Questa è solo la punta dell’iceberg dell’eredità di Inge Lehmann, una donna straordinaria che ha permesso di scoprire qual è la struttura interna della Terra.

La vita di Inge Lehmann

Nata poco fuori Copenaghen, in Danimarca, il 13 maggio nel 1888, Inge si avvicinò fin da giovane alla matematica e alla fisica: le due persone che più la fecero appassionare alle materie scientifiche sono state suo padre, uno psicologo sperimentale, e la sua insegnante di liceo Hanna Adler – la zia del fisico e premio Nobel danese Niels Bohr!

Ottenne la laurea a Cambridge in Scienze Fisiche e Matematiche nel 1920, lottando contro una salute fragile e mantenendosi economicamente lavorando come contabile: nonostante le difficoltà non si diede mai per vinta. Dopo pochi anni diventò la collaboratrice del famoso geologo Niels Erik Nørlund, che l’aveva scelta come geodetica di Stato e capo del dipartimento di Sismologia dell’Istituto Geodetico di Danimarca. Anche Nørlund era un geodeta, cioè uno studioso che si occupa di misurare e rappresentare la Terra. Qui Lehmann si appassionò alla sismologia e negli anni Trenta allestì in Danimarca e in Groenlandia una serie di osservatori sismologici – cioè le stazioni che permettono di registrare i terremoti.

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Di Stefano Gandelli

Le scoperte di Inge Lehmann

Il grosso della ricerca di Lehmann si concentrò sulla comprensione delle onde sismiche e della struttura della Terra.
Che le onde sismiche non siano tutte uguali già si sapeva: quando c’è un terremoto, una parte dell’energia accumulata dalle rocce si libera sotto forma di onde dette “di volume”. Queste sono di due tipi: le P (primarie) e S (secondarie). Le P sono molto veloci e al loro passaggio il materiale attraversato si comprime e si dilata nella stessa direzione in cui si propaga l'onda; le S invece viaggiano più lentamente e fanno oscillare la roccia verso l’alto e verso il basso in direzione perpendicolare a quella dell'onda. Quello che ancora non si sapeva era come interpretare le onde P: i geologi sapevano solo che comparivano sui sismogrammi subito dopo una scossa di terremoto, prima di tutti gli altri tipi di onda. Fu Inge a capirlo, rivoluzionando la percezione del terremoto e la sua misurazione. Vediamo come ha fatto!

All’inizio del Novecento il geologo Richard Oldham si era accorto che dopo i terremoti alcune onde sismiche si spingevano fino a una certa profondità all’interno del pianeta, urtando “qualcosa” e tornando indietro sotto forma di onde riflesse: doveva esserci un nucleo. Dato che le onde S non si propagano nei liquidi e si fermavano come davanti a una barriera, il nucleo doveva essere liquido. Eppure Inge non era pienamente convinta da questa spiegazione: attraverso l’analisi dei sismogrammi di terremoti avvenuti in Nuova Zelanda nel 1936, si accorse che c’era un’altra parte di nucleo, nascosta dallo strato fluido, a cui le onde P riuscivano ad arrivare, e dove addirittura acceleravano: doveva esserci un cuore solido – cioè il nucleo interno.

Le discontinuità di Lehmann

Inge, studiando la propagazione delle onde P, era riuscita a individuare il punto esatto tra il nucleo esterno e quello interno da cui queste onde iniziavano ad accelerare. Questa area è detta “discontinuità di Lehmann”, e si trova a circa 5150 km di profondità.

Struttura interna della Terra (credit: Dake).Questa di aggiunse a quelle di Conrad, Mohorovicic e Gutenberg, aiutandoci a comprendere la struttura del nostro pianeta e la natura dei movimenti tettonici. Secondo il geofisico Francis Birch:

La discontinuità di Lehmann venne scoperta grazie a un attento e minuzioso esame delle registrazioni sismiche, da lei attuato con una maestria degna di un’arte oscura, opera che nessun laborioso calcolo computerizzato potrà mai restituire.

Le onorificenze

Inge Lehmann fece molta fatica a farsi strada come donna nella geologia: come disse lei stessa a Nils Groes, suo distante parente ed esecutore del suo testamento, “sapessi con quanti uomini incompetenti ho dovuto competere, invano”.

Per questo si diceva perdesse spesso la pazienza con i colleghi uomini, cosa che la allontanò dall’ambiente accademico negli anni dopo la guerra. Nonostante queste difficoltà e i frequenti problemi di salute, però, Inge Lehmann si guadagnò fin da giovane l’apprezzamento degli scienziati di tutto il mondo. Ha ricevuto infatti molti premi e onorificenze: insignita della medaglia d’oro dalla Società Danese di Scienze e Lettere, è stata la prima donna a ricevere la medaglia William Bowie nel 1971, dedicata ai contributi nella geofisica, ed è stata meritevole di un riconoscimento della Società Sismologica Americana. E questi non sono che alcuni dei premi con cui era stato riconosciuto il suo valore. Persino un asteroide porta il suo nome.

Inge Lehmann è morta nel 1993. Aveva 104 anni! Nel 1997 è stata istituita una medaglia a suo nome dalla American Geophysical Union per onorare “notevoli contributi resi per la comprensione della struttura, composizione e dinamica del mantello e del nucleo della Terra”.