Come è arrivata l’acqua sulla Terra? La risposta potrebbe essere su Mercurio

La superficie della Terra è per circa il 70% ricoperta d’acqua e si trova a una distanza dal Sole che gli permette di mantenerla in gran parte liquida. La zona occupata è chiamata “riccioli d’oro” e se la Terra si trovasse oltre il suo bordo esterno la sua acqua gelerebbe, mentre se fosse posizionata oltre il bordo interno della zona i suoi oceani andrebbero in ebollizione trasformandola in un pianeta simile a Venere. La posizione occupata dalla Terra è dunque favorevole a ospitare la vita almeno come la conosciamo.
Ma come ha fatto la Terra ad avere i suoi oceani? Questo è uno dei grandi misteri della formazione del sistema solare. Capire in che modo l’acqua è arrivata sulla Terra è fondamentale per capire come e quando la vita si è evoluta. La teoria corrente sulla formazione dei pianeti parte da un disco protoplanetario, un grande disco composto da gas e polveri che vortica attorno al Sole neonato. L’interazione di polveri e ghiaccio presenti nel disco portano alla formazione di grumi sempre più grandi fino alla formazione dei planetesimi, che andranno a costituire i pianeti rocciosi come la Terra e i giganti come Giove.
Nel prime fasi della formazione del sistema solare, la zona del disco protoplanetario occupato dalla Terra era molto caldo e se all’epoca tra i detriti vi erano anche molecole d’acqua quel calore non avrebbe consentito alle molecole di condensare sotto forma liquida, facendola invece evaporare. All’epoca la Terra era priva di atmosfera e questo complicava ancora di più le cose. Se la Terra all’epoca non poteva sostenere l’acqua liquida, come si sono formati i suoi oceani?
Gli scienziati hanno sospettato che l’acqua che copre la superficie della Terra possa essere arrivata dallo spazio grazie ad asteroidi e comete noti per avere delle riserve di acqua ghiacciata. Per determinare con certezza se l’acqua arriva da comete o asteroidi occorre confrontarne la composizione con la composizione dell’acqua presente sulla Terra.
Una molecola d’acqua ha sempre 10 protoni (8 presenti nell’atomo di ossigeno e uno ciascuno nei due atomi di idrogeno che ne compongono la molecola) e di solito ha 8 neutroni (solo dall’ossigeno). Ma diversi isotopi dell’acqua possono avere neutroni extra. L’acqua pesante, ad esempio, cioè acqua composta da ossigeno e deuterio, che è un isotopo dell’idrogeno presenta due neutroni in più.
Uno studio del 2014 ha esaminato le quantità degli isotopi dell’acqua presenti su meteoriti che si ritiene siano caduti sulla Terra dall’asteroide Vesta. I campioni di roccia presentavano la stessa distribuzione di isotopi osservata sulla Terra. Ora, ciò non significa che Vesta sia stato per forza la fonte dell’acqua presente sulla Terra, ma che lo siano oggetti simili.
Gli studi sulle comete inizialmente sembravano confermare che l’acqua provenisse invece dagli asteroidi. Grazie alla sonda Rosetta e al piccolo lander Philae gli scienziati hanno scoperto che il rapporto tra l’acqua pesante e l’acqua “normale” sulle comete era diverso da quello sulla Terra, suggerendo che, al massimo, il 10% dell’acqua sulla superficie del nostro pianeta potrebbe aver avuto origine dalle comete.
Nel 2018, il passaggio ravvicinato della cometa 46P / Wirtanen ha consentito agli scienziati planetari uno sguardo più dettagliato alla sua composizione isotopica. Analizzandola utilizzando SOFIA, (un telescopio installato su un jumbo jet) gli scienziati hanno scoperto che la cometa aveva rapporti di deuterio e idrogeno simili a quelli trovati sulla Terra. Cos’ha di speciale la cometa 46P / Wirtanen?
La 46P appartiene a una classe di comete conosciute come comete “iperattive”, il che significa che rilasciano più acqua quando si avvicinano al Sole rispetto a una normale cometa. Una cometa iperattiva perde non solo il ghiaccio dal suo nucleo, ma anche particelle ricche di ghiaccio nella sua atmosfera che erano state precedentemente riscaldate e rilasciate dal nucleo. Quelle particelle ghiacciate potrebbero essere responsabili della presenza dell’acqua sul nostro pianeta, ma gli scienziati rivolgono il loro sguardo altrove, in un luogo forse inaspettato.
Un team di scienziati giapponesi ha scoperto infatti un importante indizio su Mercurio, il pianeta più vicino al Sole. Come ipotizza la teoria corrente della formazione del sistema solare dopo la loro formazione, i pianeti giganti hanno influenzato con la loro enorme forza di gravità i resti della loro formazione spedendoli verso il sistema solare interno. Quei resti, ricchi di sostanze come l’acqua sono finiti sulla superficie dei piccoli pianeti rocciosi.
Ma il team di ricercatori giapponesi mette in dubbio questa visione osservando il grande numero di crateri su Mercurio. Per spiegare l’abbondanza di elementi più leggeri all’interno della crosta di Mercurio, devono esserci almeno tre volte il numero di impatti che osserviamo nella registrazione dei crateri .
Per spiegare la discrepanza, i ricercatori ritengono che i bombardamenti fossero abbastanza potenti da ridurre la crosta di Mercurio in un fango fuso. In questo modo la maggior parte degli elementi più leggeri e volatili consegnati dai bombardamenti sono stati sepolti in profondità nel sottosuolo.
Un processo simile potrebbe essere accaduto anche sul nostro pianeta con la maggior parte dell’acqua fornita da quei primi bombardamenti sprofondata sotto la superficie. Per fortuna questi impatti hanno fornito abbastanza acqua da lasciare la Terra vasti oceani. La prossima missione BepiColombo dell’Agenzia spaziale europea , attualmente in rotta verso Mercurio, ci darà ancora più risposte.
Fonte:https://www.universetoday.com/148682/how-did-the-earth-get-its-water-the-answer-might-be-found-on-mercury/
Fonte:https://www.scientificamerican.com/article/how-did-water-get-on-earth/