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Impatto di una cometa ricca di ghiaccio sulla Terra primordiale: l'origine dell'acqua

L'acqua è arrivata sulla Terra dall'esterno, trasportata da comete e asteroidi, o era già presente nel mantello primordiale del pianeta? Le analisi isotopiche dell'idrogeno stanno riscrivendo la storia del nostro pianeta blu, suggerendo una risposta molto più complessa di quanto pensassimo. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Il problema dell'acqua sulla Terra primordiale
La Terra si formò circa 4,5 miliardi di anni fa dall'aggregazione di materiale roccioso nella regione interna del sistema solare, una zona dove le temperature erano troppo elevate perché l'acqua potesse esistere allo stato solido o liquido. In teoria, la Terra avrebbe dovuto formarsi come un pianeta arido. Eppure oggi il 71% della superficie terrestre è coperto dagli oceani, e l'acqua è presente nel sottosuolo, nei ghiacciai e nell'atmosfera in quantità enormi. Come ci è arrivata? Questa è una delle domande più affascinanti della geologia e della cosmogonia planetaria.

La firma isotopica dell'idrogeno: il detector cosmico
La chiave per rispondere a questa domanda è il rapporto isotopico tra deuterio e idrogeno ordinario — scritto D/H — nell'acqua. Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno con un neutrone in più nel nucleo. Diverse fonti di acqua nel sistema solare hanno rapporti D/H caratteristici e misurabili: le comete provenienti dalla Nube di Oort hanno tipicamente un D/H molto più alto dell'acqua terrestre; gli asteroidi di tipo C, cioè gli asteroidi carbonacei della fascia principale, hanno un D/H molto simile a quello dell'acqua oceanica terrestre. Questo dato ha storicamente indicato gli asteroidi come la principale fonte dell'acqua terrestre.

Le comete: escluse ma non del tutto
Per decenni le comete erano state considerate i principali "trasportatori d'acqua" verso la Terra primordiale. L'immagine classica era quella del Grande Bombardamento Tardivo, circa 4 miliardi di anni fa, quando una pioggia di comete e asteroidi colpì i pianeti del sistema solare interno. La misurazione del D/H della cometa di Halley, poi di Hale-Bopp e infine della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko dalla sonda Rosetta dell'ESA, ha però mostrato valori D/H circa doppi rispetto all'acqua terrestre. Se le comete fossero l'unica fonte, l'acqua degli oceani dovrebbe essere molto più ricca di deuterio di quanto non sia. Le comete dunque contribuirono, ma non possono essere la fonte principale.

Il mantello profondo: l'acqua era già qui
Una scoperta recente ha aggiunto una terza ipotesi: parte dell'acqua terrestre potrebbe essere "autoctona", presente già nelle rocce che formarono il pianeta. Minerali idratati come la serpentinite e la brucite possono intrappolare molecole d'acqua nella loro struttura cristallina e trasportarle in profondità durante la formazione planetaria. Nel 2020, analisi di diamanti risalenti al mantello profondo hanno rivelato inclusioni di ringwoodite, un minerale che può contenere fino al 3% del suo peso in acqua. Se il mantello terrestre fosse saturato di acqua anche solo parzialmente, conterrebbe più acqua di tutti gli oceani superficiali messi insieme.

La storia dell'acqua terrestre non ha ancora un capitolo finale. La risposta più accurata che la scienza può dare oggi è che l'acqua degli oceani è probabilmente il risultato di almeno tre contributi sovrapposti: asteroidi carbonacei che bombardarono la Terra giovane, una piccola quota di comete, e il degassamento lento del mantello terrestre nel corso di miliardi di anni. Il pianeta blu non ha ricevuto l'acqua da un unico mittente: l'ha accumulata da tutto il sistema solare, e forse l'aveva anche già in casa.

 

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