La Terra ha attraversato un lungo e complesso processo di formazione, durante il quale ha acquisito e perso diversi elementi chimici. Se l’attenzione degli scienziati si è spesso concentrata su componenti essenziali come carbonio, acqua e azoto, nuove ricerche suggeriscono che un’altra classe di elementi, noti come moderatamente volatili (MVE), abbia avuto un ruolo cruciale nella chimica planetaria.
Secondo uno studio pubblicato su Science Advances, il nostro pianeta ha subito un’importante perdita di MVE, tra cui zinco e rame, nel corso della sua evoluzione. Questi elementi, fondamentali per l’equilibrio geochimico e per le dinamiche interne del pianeta, si trovano oggi in quantità inferiori rispetto alle loro abbondanze originarie. I ricercatori hanno indagato le cause di questa diminuzione, esaminando meteoriti primitivi e panenteismi, antichi frammenti del sistema solare primordiale.
I panenteismi e l’origine della perdita di elementi
Per comprendere il motivo per cui la Terra e Marte abbiano meno MVE rispetto ai condriti – meteoriti primitivi che conservano le prime tracce della formazione planetaria – gli scienziati hanno analizzato meteoriti ferrosi, ovvero resti dei nuclei metallici dei primi corpi celesti.
Questi panenteismi, considerati gli antenati dei pianeti rocciosi del sistema solare interno, si formarono circa 4,6 miliardi di anni fa, quando le polveri cosmiche iniziarono ad aggregarsi. L’analisi di questi antichi frammenti ha rivelato che i MVE erano inizialmente presenti in abbondanza nei panenteismi della regione interna del sistema solare, suggerendo che la loro successiva perdita sia avvenuta in un momento successivo.
Damanveer Grewal, professore di cosmochemistry sperimentale presso l’Arizona State University, ha affermato che questa scoperta cambia il modo in cui comprendiamo la formazione dei pianeti. “Abbiamo trovato prove conclusive che i panenteismi di prima generazione nel sistema solare interno erano sorprendentemente ricchi di questi elementi”, ha spiegato Grewal. “Questo ridefinisce la nostra comprensione della composizione chimica della Terra e di Marte”.
Le vere cause della scomparsa degli MVE
Fino a poco tempo fa, la principale teoria sulla perdita degli MVE ipotizzava che questi elementi non si fossero mai completamente condensati nel sistema solare primordiale o che fossero evaporati durante la differenziazione planetaria. Questo processo, che ha portato alla formazione dei diversi strati della Terra, ha causato l’affondamento dei materiali più pesanti, come ferro e nichel, nel nucleo, mentre i silicati più leggeri hanno formato il mantello e la crosta terrestre.
Tuttavia, i nuovi dati indicano che la differenziazione non è stata responsabile della perdita di MVE. I panenteismi hanno mantenuto le loro abbondanze originarie di questi elementi anche dopo essersi stratificati. Ciò significa che la Terra e Marte hanno perso gli MVE successivamente, durante le fasi più caotiche della loro crescita.
Secondo lo studio, questa perdita è avvenuta a causa delle violente collisioni tra panenteismi e altri corpi celesti, che hanno caratterizzato il primo miliardo di anni della storia del sistema solare. L’energia liberata da questi impatti avrebbe causato l’espulsione di una parte significativa degli MVE, alterando in modo irreversibile la composizione chimica dei pianeti in formazione.
Un nuovo modello per la formazione planetaria
Gli scienziati hanno scoperto che molti panenteismi del sistema solare interno hanno conservato quantità significative di MVE, simili a quelle presenti nei condriti. Questo suggerisce che il proto-Terra, ovvero lo stadio iniziale del nostro pianeta, non ha perso gli MVE durante la sua prima fase evolutiva, ma in un periodo più lungo, durante la crescita e l’espansione della sua massa.
Le implicazioni di questa scoperta sono profonde. Se i primi mattoni della Terra erano inizialmente ricchi di MVE, significa che il nostro pianeta ha subito trasformazioni molto più drastiche di quanto si pensasse. Il modello classico della formazione planetaria deve essere rivisto per includere l’impatto delle collisioni giganti e il loro ruolo nella chimica degli elementi volatili.
Come sottolineato da Grewal, “questo studio ridefinisce la nostra comprensione dell’evoluzione chimica della Terra e di Marte. Dimostra che i materiali costitutivi di questi pianeti erano originariamente ricchi di elementi essenziali per la vita, ma che la loro abbondanza è stata ridotta nel tempo a causa degli scontri tra corpi celesti”.
La Terra: un pianeta plasmato dalla violenza cosmica
Le nuove scoperte suggeriscono che la Terra primordiale non fosse così diversa da altri corpi celesti del sistema solare interno. Tuttavia, la sua storia è stata segnata da impatti devastanti che hanno modificato la sua chimica e il suo destino evolutivo.
Queste collisioni non solo hanno contribuito alla perdita degli MVE, ma potrebbero anche aver giocato un ruolo chiave nella formazione della Luna, nell’alterazione dell’atmosfera primitiva e nell’evoluzione delle condizioni necessarie per la vita.
Gli scienziati continueranno a studiare i meteoriti e i frammenti dei panenteismi per approfondire la conoscenza delle origini della Terra e degli altri pianeti rocciosi. I dati raccolti potrebbero fornire nuove informazioni non solo sulla formazione del nostro mondo, ma anche sulla possibilità che processi simili abbiano influenzato la nascita di pianeti extrasolari con caratteristiche simili alla Terra.
