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L’origine dell’acqua nel Sistema Solare

Tutti sappiamo che l’acqua è di fondamentale importanza per lo sviluppo della vita sulla Terra ma è altrettanto importante per valutare la possibilità che la vita aliena si possa sviluppare su altri mondi. Identificare, perciò, la sorgente originaria di acqua sul nostro pianeta rappresenta una chiave di svolta non solo per capire come le condizioni ambientali nel corso del tempo sono state favorevoli per permettere l’evoluzione degli esseri viventi, ma anche per esplorare come questi processi possano esistere altrove nello spazio. Oggi, un nuovo studio condotto da un gruppo di ricercatori guidati da L. Ilsedore Cleeves della University of Michigan suggerisce che gran parte dell’acqua presente nel Sistema Solare si è originata con ogni probabilità sottoforma di ghiaccio presente nello spazio interstellare
L’immagine illustra le fasi dell’origine dell’acqua nel Sistema Solare prima della nascita del Sole e dei pianeti. Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.

L’acqua è presente nel Sistema Solare, non solo sulla Terra, ma anche sulle comete, su certe lune e in alcune regioni della superficie di Mercurio che si trovano in penombra. Inoltre, l’acqua si trova in alcuni campioni di minerali provenienti dai meteoriti, dalla Luna e da Marte. In particolare, le comete e gli asteroidi, essendo oggetti molto primitivi, rappresentano una sorta di “macchina del tempo” e ci forniscono preziosi indizi sulle condizioni primordiali del Sistema Solare. Infatti, i ghiacci presenti in questi oggetti antichi ci dicono come era distribuito il ghiaccio primordiale all’epoca in cui si stava formando la nostra stella, un mistero rimasto irrisolto fino ad oggi. Gli scienziati ritengono che il Sole era circondato da un disco protoplanetario, la cosiddetta nebulosa solare, da cui si formarono i pianeti. Non era chiaro se il ghiaccio del disco protoplanetario si fosse originato dalla nube molecolare interstellare, di cui faceva parte il Sole, o se questa acqua interstellare venne distrutta per poi originarsi nuovamente dalle reazioni chimiche che ebbero luogo nella nebulosa solare. Gli scienziati hanno esaminato la formazione del ghiaccio nel Sistema Solare basandosi sulla analisi della distribuzione dell’idrogeno e del suo isotopo più pesante, il deuterio. La differenza tra le masse degli isotopi si traduce in un piccolo ma diverso comportamento durante le reazioni chimiche. In altre parole, dal rapporto idrogeno/deuterio si possono ottenere preziosi indizi sulle condizioni fisiche in cui si sono formate le molecole dell’acqua. Ad esempio, l’acqua-ghiaccio interstellare possiede un elevato rapporto deuterio/idrogeno a causa delle basse temperature a cui essa si forma. Finora, non era nota la quantità di deuterio che è stata rimossa dai processi chimici durante la nascita del Sole o quanto ricca di deuterio fosse la composizione chimica dell’acqua-ghiaccio che la nebulosa solare era in grado di produrre da sola. Dunque, i ricercatori hanno creato una serie di modelli per simulare il disco protoplanetario dove tutto il deuterio del ghiaccio presente nello spazio viene eliminato dai processi chimici, considerando che il sistema deve poi ricominciare “da zero” per produrre nuovamente ghiaccio contenente deuterio e prendendo un intervallo di tempo pari ad un milione di anni. Tutto ciò allo scopo di verificare se si raggiungono i rapporti di deuterio/idrogeno che si trovano nei campioni di meteoriti, nell’acqua degli oceani della Terra o nelle comete. I risultati suggeriscono che tali rapporti non vengono ottenuti il che implica che almeno parte dell’acqua nel nostro sistema planetario sia di origine interstellare e risale ad una epoca ancora prima della nascita del Sole.

Carnegie Science: Earth’s Water is Older than the Sun
Science: The ancient heritage of water ice in the solar system