Nuova scoperta di piombo: come ha fatto l’acqua a raggiungere la terra?

Sta cadendo dal cielo. Viene dalla linea. Copre più di due terzi della superficie terrestre. proprio lì. Ma l’acqua, senza la quale non si può immaginare la vita sulla Terra, qui non dovrebbe esistere. Tutta l’acqua dovrebbe evaporare istantaneamente quando la Terra cade dalla nuvola di polvere e gas che ha formato il Sistema Solare circa 4,6 miliardi di anni fa. L’opinione popolare è che in quel momento faceva troppo caldo vicino al sole.

Quindi gli astronomi hanno cercato a lungo l’origine dell’acqua terrestre. Fanno ipotesi e poi le rifiutano. Indagano sui sospetti e tuttavia sospettano la loro colpevolezza. E sono sempre pronti per una sorpresa.

“Ci sono grandi dubbi”

Come Luke Daly dell’Università di Glasgow. Alla fine dello scorso anno, i geologi planetari, insieme a un gruppo di ricerca internazionale, hanno presentato un gruppo di comete precedentemente cadute attraverso fessure alla ricerca di cause dell’acqua: granelli di polvere dallo spazio che si dice siano qualsiasi cosa. Ma le ossa sono secche. inseguire il successo? O un altro falso indizio su una missione ricca di prove e tribolazioni?

Una cosa è certa: servono nuove idee, perché le vecchie idee non vanno molto bene. Per molto tempo, le comete sono state le prime sospettate. Le masse di roccia e ghiaccio si erano formate una volta con i pianeti dalla nube primordiale del Sistema Solare, anche se in periferia dove l’acqua non evaporava immediatamente. Circa 500-800 milioni di anni dopo, si dice che abbiano portato il loro carico glaciale sulla Terra in una serie di collisioni che l’astronomia ha soprannominato il “Grande Bombardamento”. Almeno questa è la teoria. “Le comete sono sempre state l’opera d’arte nella ricerca dell’origine dell’acqua terrestre”, afferma Luke Daly. Ma da quando abbiamo guardato più da vicino, ci sono stati seri dubbi”.

Infine, ma non meno importante, Catherine Altweg è responsabile di questi dubbi. Nel 2014, nell’ambito della missione europea Rosetta, un astrofisico svizzero dell’Università di Berna ha studiato la composizione del vapore acqueo della cometa Churyumov-Gerasimenko. Una domanda importante, perché non tutte le molecole d’acqua sono uguali: nei nuclei dei due atomi di idrogeno, che compongono l’acqua con l’ossigeno, c’è solitamente un protone, che è una particella elementare carica positivamente. A volte c’è un neutrone, una particella neutra. Poi la fisica parla di deuterio pesante e idrogeno.

Il deuterio è raro sulla Terra. Negli oceani c’è un rappresentante della variante pesante di circa 6.400 molecole d’acqua ordinarie. Nel caso di Churyumow-Gerasimenko, invece, Altwegg e il suo team hanno stabilito che il contenuto di deuterio era tre volte superiore. Il rapporto – in definitiva l’impronta dell’acqua, che non cambia sulla Terra attraverso processi naturali – non corrispondeva ai valori sulla Terra. Comete come Churyumov-Gerasimenko non sono più sospettate e non potrebbero essere la fonte di acqua terrestre.

Nulla è cambiato in questi file finora: un’analisi dettagliata dell’intera missione Rosetta, che i ricercatori hanno appena inviato per la pubblicazione, mostra valori inappropriati per il deuterio come le misurazioni originali. “Non importa dove e come guardiamo, il risultato è sempre lo stesso”, afferma Altwig.

Il vento solare sembra essere responsabile dell’acqua sull’asteroide.

In altre comete, che nel frattempo possono essere esaminate, la quantità di deuterio è più vicina ai valori terrestri. Tuttavia, in media per tutte le comete, il rapporto è ancora due volte superiore a quello della Terra. Quindi il caso sembra senza speranza. “Se le comete hanno contribuito all’acqua terrestre, è stato in una proporzione molto, molto piccola”, dice Daly.

La sonda ha rilevato qualcosa nei grani di Itokawa che Dali non si aspettava: molecole d’acqua, da 40 a 100 parti per milionesimo di millimetro sotto la superficie. Molti hanno suscitato circa 20 litri di acqua per metro cubo di polvere di asteroidi, il team ha riportato sulla rivista Nature Astronomy.

Il vento solare, un flusso di particelle cariche che il Sole lancia costantemente nello spazio, sembra essere responsabile della presenza di quest’acqua. Tra le altre cose, è costituito da nuclei di idrogeno. Daly credeva che questi nuclei potessero espellere gradualmente l’ossigeno dai minerali nella polvere dell’asteroide. Se l’ossigeno si combina con un altro nucleo di idrogeno, si forma H₂O, cioè acqua.

Daly conclude che poiché la regione del sistema solare in cui si trovava la giovane Terra era ancora molto polverosa, l’acqua potrebbe essere entrata nel pianeta proprio attraverso questo meccanismo. Non è una guida difficile, ma è un ottimo indicatore. Inoltre, il rapporto tra deuterio e idrogeno nel vento solare è leggermente inferiore a quello degli oceani terrestri. Pertanto, l’acqua nella polvere è più leggera dell’acqua nel terreno. Combinato con l’acqua più pesante portata dagli asteroidi, sarebbe la miscela giusta, secondo Daly. “Quindi il vento solare aggiunge la riserva di luce di cui abbiamo bisogno per bilanciare”.

Buona pubblicazione – con difetti

È “sicuramente buono”, dice Catherine Altweg, che non è stata coinvolta nei processi. Tuttavia, l’astrofisico svizzero non è del tutto convinto. A differenza delle comete attive, il cui strato superiore viene costantemente rimosso e l’acqua pura originale viene rilasciata, la superficie sottile della particella di polvere è costantemente esposta alle forze dello spazio. “Misuriamo l’attuale rapporto tra deuterio e idrogeno”, afferma Altweg. “Non ho intenzione di darmi fuoco per vedere se questo è rimasto invariato negli ultimi quattro miliardi e mezzo di anni”. Daly contesta che l’interazione dell’idrogeno nel Sole – e quindi il vento solare – non cambi nel tempo e che anche altre stelle lontane abbiano mostrato una proporzione simile di deuterio. Pertanto, non è un “assunto irragionevole” che le condizioni misurate oggi siano le stesse di quando si è formata la Terra.

Daly inoltre non accetta l’obiezione che l’ambiente polveroso e ricco di gas della giovane Terra potrebbe inghiottire così tanto vento solare che produrre acqua su larga scala sarebbe impossibile. Sì, nei primi cinque milioni di anni del sistema solare, la nuvola di gas era troppo densa per irradiare con successo le particelle di polvere. Successivamente, il gas è stato rimosso e la polvere si è depositata: circa un granello per metro cubo di spazio. “E lo spazio è grande, quindi non pensiamo che la polvere abbia ridotto significativamente l’intensità del sole”, dice Daly.

Daly è così con le sue misurazioni e gli esperimenti in cui ha bombardato granelli di polvere in laboratorio usando venti solari simulati. E non vuole lasciar perdere. Attualmente c’è un atomo dell’asteroide Ryugu nella sonda atomica di Dali. La navicella spaziale giapponese Hayabusa 2 è arrivata sulla Terra alla fine del 2020. La polvere di Ryugu è diversa, è bagnata, con un contenuto d’acqua del 30 percento, senza alcuna radiazione. Totalmente aperto a ciò che il vento solare sta facendo loro. Forse aprirà di nuovo una nuova strada. O il sentiero è perso.

Quindi Daly dice anche: “Il nostro lavoro non pone fine alla controversia, contribuisce solo alla complessità di questa domanda davvero importante”. La ricerca della fonte dell’acqua terrestre è molto semplice, continua.

Data di pubblicazione: 21/02/2022, 19:35

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