La Terra. Crediti: Nasa/Modis
Da dove arriva l’acqua presente sulla Terra? All’ipotesi più accreditata, ovvero che provenga da meteoriti e asteroidi, si affianca ora una nuova teoria. Sono gli esopianeti – oggi ne conosciamo oltre cinquemila – a fornire il nuovo scenario che potrebbe spiegare una delle caratteristiche distintive della Terra, come appunto l’abbondanza di acqua. Sembra infatti che la presenza di acqua terrestre possa avere origine dall’interazione tra le atmosfere ricche di idrogeno e gli oceani di magma dei planetesimi dai quali ha preso forma la Terra nell’epoca della sua formazione. È quanto afferma un nuovo studio, appena pubblicato su Nature, firmato da Edward Young e Hilke Schlichting dell’Università della California a Los Angeles (Ucla) e da Anat Shahar del Carnegie Science Institute di Washington.
Per decenni, ciò che sapevamo sulla formazione dei pianeti si basava principalmente sulla conoscenza del Sistema solare. Sebbene siano attivi dibattiti sulla formazione dei giganti gassosi come Giove e Saturno, è ampiamente riconosciuto che la Terra e gli altri pianeti rocciosi si siano formati a partire dal disco di polvere e gas che circondavano il nostro Sole nella sua giovinezza. In questa fase, oggetti sempre più massicci si scontravano l’uno contro l’altro mentre piccoli planetesimi, sempre più grandi e più caldi, si fondevano in un vasto oceano di magma a causa del calore delle collisioni e degli elementi radioattivi. Con il tempo il pianeta si è raffreddato e il materiale più denso è sprofondato verso l’interno della Terra, creando tre strati distinti concentrici: il nucleo metallico, il mantello roccioso e la crosta terrestre. Lo sviluppo delle conoscenze sugli esopianeti nell’ultimo decennio sta ora suggerendo un nuovo approccio alla formulazione dei modelli di formazione della Terra.
Illustrazione delle fasi di formazione della Terra e della sua stratificazione. Crediti: E. Young/Ucla e K. Cain/Carnegie Inst. for Science
«Le scoperte sugli esopianeti ci hanno permesso di comprendere meglio quanto sia comune che i pianeti appena formati siano circondati da atmosfere ricche di idrogeno molecolare durante i primi diversi milioni di anni di crescita», spiega Shahar, coautrice dello studio. «Alla fine questi involucri di idrogeno si dissipano, ma lasciano impronte digitali sulla composizione del giovane pianeta».
In base a queste nuove informazioni, sono stati sviluppati nuovi modelli per la formazione e l’evoluzione della Terra, e in effetti i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che, durante le fasi primordiali, le interazioni tra l’oceano magmatico e una proto-atmosfera molecolare di idrogeno potrebbero aver dato origine ad alcune delle caratteristiche della Terra, come l’abbondanza di acqua e il suo stato complessivamente ossidato.
Analizzando tramite questi modelli lo scambio di materiali tra atmosfere di idrogeno molecolare e oceani magmatici, con la combinazione di venticinque diversi composti e diciotto diversi tipi di reazioni, sono stati ottenuti dati preziosi sulla possibile storia della formazione della Terra.
Le interazioni tra l’oceano di magma e l’atmosfera nella Terra simulata hanno portato al movimento di grandi masse di idrogeno nel nucleo metallico, l’ossidazione del mantello e la produzione di grandi quantità di acqua. Anche se tutto il materiale roccioso che si è scontrato per formare il pianeta in crescita fosse stato completamente disidratato, sarebbero state proprio queste interazioni a generare moltissima acqua. Altre fonti d’acqua, osservano gli autori delle simulazioni, sarebbero comunque possibili, ma non necessarie per spiegare lo stato di idratazione attuale della Terra.
«Questa è solo una delle possibili spiegazioni dell’evoluzione del nostro pianeta», conclude Shahar, «ma è una spiegazione che stabilisce un importante legame tra la storia della formazione della Terra e i più comuni esopianeti scoperti in orbita attorno a stelle lontane».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “Earth shaped by primordial H2 atmospheres” di Edward D. Young, Anat Shahar e Hilke E. Schlichting