Quando gli Stati Uniti lanciarono una bomba atomica su Hiroshima nell’agosto del 1945, la città giapponese fu travolta da una devastante palla di fuoco che uccise circa 140.000 persone e vaporizzò la terra e le infrastrutture.
I vetri di Hiroshima
Settant’anni dopo, gli scienziati hanno scoperto i detriti dell’esplosione nucleare sotto forma di sfere vetrose sparse lungo la spiaggia di Motoujina, una piccola isola nella baia di Hiroshima. Il cemento e l’acciaio che un tempo costituivano gli edifici di Hiroshima erano stati fusi dal calore dell’esplosione, hanno proposto gli scienziati, prima di raffreddarsi e ricadere sulla Terra come perle arrotondate simili a vetro.
La composizione chimica e isotopica dei vetri, analizzata dall’astrochimico Nathan Asset dell’Università Paris Cité e colleghi, mostra anche somiglianze con i meteoriti primitivi chiamati condriti, che si formarono da polvere interstellare e gas nebulare agli albori del Sistema Solare.
Questi primi condensati, o solidi, noti anche come inclusioni ricche di calcio-alluminio (CAI), contengono anche molti isotopi di ossigeno-16 (16 O), una forma “più leggera” di ossigeno con meno neutroni.
Solo pochi esperimenti di laboratorio hanno testato questa seconda spiegazione, quindi lo studio dei detriti delle esplosioni di Hiroshima potrebbe fornire nuove intuizioni, hanno ragionato Asset e colleghi. Il team ha analizzato i campioni raccolti dalle spiagge sabbiose della baia di Hiroshima nel 2015 dal geologo in pensione Mario Wannier e dal suo team.
Chimicamente, il vetro di silice ha lo stesso aspetto dei granelli di sabbia di quarzo che si trovano su qualsiasi spiaggia, e il vetro sodico-calcico somiglia al vetro prodotto industrialmente. Tuttavia, tutti e quattro i tipi di vetro di Hiroshima hanno composizioni “molto peculiari” di isotopi di ossigeno e silicio, offrendo ai ricercatori un nuovo modo di studiare la loro possibile formazione.
Per dare uno sguardo più da vicino, il team ha eseguito simulazioni per ricostruire la composizione chimica e le condizioni fisiche dell’esplosione nucleare da ricerche precedenti, utilizzando quelle stime grezze per modellare possibili processi di condensazione all’interno della palla di fuoco di Hiroshima.
Le simulazioni del team hanno rivelato come i liquidi melilitici si condensassero prima dalla nube di gas, in un processo noto come condensazione frazionata, seguito dai liquidi anortositici, soda-lime e silice. Queste goccioline si sono poi raffreddate formando i vetri quando sono stati esposti a temperature comprese tra 1.800 e 1.400 °C a seconda della loro composizione.
“I vetri melilitici sono i primi liquidi a condensare e gli ultimi a spegnersi, quindi sono quelli che possono interagire maggiormente con i materiali nella palla di fuoco“, spiegano Asset e colleghi. “Ciò potrebbe spiegare perché la maggior parte delle inclusioni si trovano in questo tipo di vetro“.
Sebbene i ricercatori siano incuriositi dalla prospettiva di scrutare il Sistema Solare primordiale attraverso gli vetri di Hiroshima, riconoscono che la pressione, le temperature e le miscele gassose differiscono enormemente tra la palla di fuoco di Hiroshima e il disco di accrescimento solare, dove si formarono per la prima volta le condriti.
Lo studio è stato pubblicato su Earth and Planetary Science Letters.
