L’acqua sulla Terra è più vecchia del Sole

Almeno la metà dell’acqua negli oceani della terra potrebbe essere più vecchia del sole, lo ha dimostrato uno studio.

Ricostruendo le condizioni nel disco di gas e polvere in cui si formò il sistema solare, gli scienziati hanno concluso che la terra e altri pianeti devono avere ereditato gran parte della loro acqua dalla nube di gas da cui il sole è nato 4,6 miliardi di anni fa, invece di formarsi più tardi. Gli autori dicono che tale acqua interstellare dovrebbe essere implicata anche nella formazione di molti altri sistemi stellari e forse di altri pianeti simili alla terra.

Le dense nubi interstellari di gas e polveri dove si formano le stelle contengono acqua abbondante, sotto forma di ghiaccio. Quando una stella si accende, si riscalda la nube intorno ad essa e la inonda con radiazioni, vaporizzando il ghiaccio e rompendo alcune delle molecole d’acqua in ossigeno e idrogeno.

Fino ad ora, i ricercatori sono sicuri quanto della ‘vecchia’ acqua sarebbe stata risparmiata in questo processo. Se la maggior parte delle molecole d’acqua originali sono state suddivise, l’acqua avrebbe dovuto riformarsi nei primi anni del Sistema Solare. Ma le condizioni che hanno reso possibile questo fenomeno potrebbero essere specifiche per il sistema solare, nel qual caso molti sistemi stellari sarebbero rimasti a secco, dice Ilsedore Cleeves, un astrochimico presso l’Università del Michigan ad Ann Arbor, che ha condotto il nuovo studio.

Ma se una parte dell’acqua potrebbe sopravvivere al processo di formazione stellare, e se il caso del Sistema Solare è tipico, significa che l’acqua “è disponibile come ingrediente universale durante la formazione dei pianeti”, dice.

Per scoprirlo, Cleeves e i suoi colleghi hanno riprodotto le condizioni del Sole appena nati. Hanno calcolato la quantità di radiazione che avrebbe colpito il sistema solare, sia dalla giovane stella che dallo spazio esterno e quanto quella radiazione avrebbe viaggiato attraverso la nube.

Tali condizioni determinano come nuove molecole di acqua si formino da idrogeno e ossigeno e in particolare la probabilità che le molecole includano il deuterio, un isotopo dell’idrogeno il cui nucleo contiene un neutrone, oltre ai soliti singoli protoni. Il modello ha previsto l’abbondanza del deuterio contenente acqua, noto anche come acqua pesante, che era inferiore a quella dell’acqua del Sistema Solare di oggi.

Ma le nubi interstellari dove attualmente si stanno formando stelle simili al sole e, quindi, presumibilmente, il materiale da cui è costituito il sole, hanno una maggiore percentuale di acqua pesante rispetto all’attuale sistema solare. Ciò perché queste nubi sono soggette a continuo bombardamento di raggi cosmici, che tendono a favorire l’inclusione di deuterio. Pertanto, i ricercatori hanno concluso che la radiazione del giovane sole era insufficiente per essere responsabile della quantità di acqua pesante presente oggi nel sistema solare, e parte di essa doveva esistere prima. Essi stimano che circa il 30% e 50% di acqua negli oceani della terra deve essere più vecchia di sole.

“Se il disco di gas non può farlo, ciò significa che dobbiamo avere ereditato un certo livello di questi ghiacci interstellari di deuterio arricchito dall’ambiente di nascita del sole,” dice Cleeves.

Ewine van Dishoeck, un astrochimico presso l’Osservatorio di Leida in Olanda, dice che le conclusioni dello studio sono basate su validi argomenti, ma sono ancora solo teoriche. Ma la conferma potrebbe arrivare il prossimo anno, aggiunge, quando l’Atacama Large Millimeter Array, un radio telescopio nel deserto di Atacama Cile, comincerà a studiare i processi chimici che sottendono la proporzione di acqua pesante nei dischi protoplanetari.

Anche se la formazione di tipici sistemi stellari non distruggere tutta l’acqua pre-esistente, non significa che i pianeti inzuppato d’acqua devono essere la norma in tutto l’universo. Venere e mercurio non hanno acqua e Marte sembra aver perso la maggior parte dell’acqua che aveva una volta, e non è ancora chiaro che cosa determini che un pianeta riceva acqua e tale rimanga, dice Cecilia Ceccarelli, astronomo presso l’Istituto di planetologia e astrofisica a Grenoble, in Francia.

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