La formazione della Terra e l’origine dell’acqua
La formazione della Terra, avvenuta oltre 4,5 miliardi di anni fa, ha creato un ambiente così caldo da non poter trattenere ghiaccio. Questo suggerisce che l’acqua presente sul nostro pianeta debba avere origini extraterrestri. Ricerche su antiche rocce terrestri indicano che già 100 milioni di anni dopo la nascita del Sole, l’acqua liquida era presente sulla Terra, un evento significativo in un contesto astrofisico. Quest’acqua, che ha superato i 4,5 miliardi di anni, è stata continuamente rinnovata attraverso il ciclo idrologico terrestre. Recentemente, il mio team di ricerca ha proposto una nuova teoria per spiegare l’arrivo dell’acqua sulla Terra.
Un enigma millenario
Da decenni, gli astrofisici si interrogano su come l’acqua sia giunta sul nostro giovane pianeta. Le ipotesi iniziali suggerivano che l’acqua fosse un sottoprodotto della formazione terrestre, liberata attraverso il magma durante le eruzioni vulcaniche. Tuttavia, negli anni ’90, questa teoria ha subito un’evoluzione grazie all’analisi della composizione dell’acqua terrestre e alla scoperta del ruolo delle comete ghiacciate, suggerendo un’origine extraterrestre.
- Le comete, composte da ghiaccio e roccia, possono essere espulse verso il Sole.
- Quando si avvicinano al Sole, si riscaldano e sviluppano code di polvere e gas.
- Gli asteroidi, presenti nella fascia tra Marte e Giove, sono stati considerati come possibili fonti d’acqua terrestre.
Meccanismi di consegna dell’acqua
Recenti studi si sono concentrati sull’identificazione dei meccanismi celesti che potrebbero aver portato asteroidi ricchi d’acqua sulla superficie della Terra primordiale. Diverse teorie emergono per spiegare la “perturbazione” dei planetesimi, grandi corpi ghiacciati nelle cinture di asteroidi e Kuiper. Questi scenari suggeriscono che interazioni gravitazionali abbiano dislocato tali oggetti, facendoli precipitare verso la Terra.
È possibile che la consegna dell’acqua sulla Terra sia avvenuta in modo meno drammatico e più naturale di quanto si pensasse.
Un’ipotesi semplificata
La mia ricerca ha preso avvio dall’idea che gli asteroidi emergano ghiacciati dal loro ambiente di formazione, noto come disco protoplanetario. Questo disco massiccio, ricco di idrogeno e polvere, circonda il sistema planetario in fase di formazione. Con il passare del tempo, quando questo bozzolo protettivo si dissipa, gli asteroidi iniziano a riscaldarsi, provocando la fusione del ghiaccio.
- Il vapore acqueo si diffonde verso l’interno, avvicinandosi al Sole.
- Il disco di vapore interagisce con i pianeti interni, “innaffiandoli”.
- La maggior parte della cattura d’acqua avviene tra 20 e 30 milioni di anni dopo la formazione del Sole.
Validazione del modello
Le quantità di acqua sulla Terra, sia nel passato che nel presente, sono ben documentate. Il nostro modello spiega in modo convincente la quantità di acqua necessaria per formare oceani, fiumi e laghi. Misurazioni precise del rapporto D/H dell’acqua negli oceani si allineano perfettamente con le previsioni del nostro modello.
Sviluppo e test della teoria
Recenti scoperte, in particolare quelle condotte con ALMA, hanno rivelato che i planetesimi nelle cinture sublimano monossido di carbonio (CO). Le missioni Hayabusa 2 e OSIRIS-REx hanno fornito conferme fondamentali sulla presenza di minerali idratati su asteroidi simili a quelli che potrebbero aver contribuito alla formazione del disco di vapore acqueo iniziale.
Con le basi del modello stabilite, il passo successivo è stato sviluppare una simulazione numerica per tracciare il degassamento del ghiaccio e la cattura dell’acqua da parte dei pianeti. I risultati sono promettenti e potrebbero segnare l’inizio di una nuova era nella comprensione delle origini dell’acqua sulla Terra.
