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Con la polvere interplanetaria, acqua e sostanze organiche per la vita sulla Terra

Un recente studio ipotizza che le particelle di polvere interplanetaria potrebbero essere stati il veicolo ideale per trasportare acqua e sostanze organiche per la vita sulla Terra e su altri pianeti simili.

Questa straordinaria conclusione è stata formulata da una ricerca congiunta di studiosi della School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) presso l’Università delle Hawaii, Manoa (UHM) e del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) presso l’Università della California, Berkeley.

La polvere interplanetaria portata da comete, asteroidi e detriti rimasti nello spazio dopo la nascita del Sistema solare, giunge di continuo sulla Terra e sugli altri pianeti del nostro sistema solare.

Sulle superfici delle particelle di polvere interplanetaria trasportate dal vento solare si formano cerchi amorfi, dovuti al trasporto nello spazio. Ioni idrogeno del vento solare reagiscono con l’ossigeno dei cristalli originando vescicole piene d’acqua (in blu). Questo meccanismo di formazione d’acqua si verifica quasi certamente in altri sistemi planetari con potenziali implicazioni per l’origine della vita in tutta la galassia. (credit: John Bradley, UH SOEST / LLNL)

Sulle superfici delle particelle di polvere interplanetaria trasportate dal vento solare si formano cerchi amorfi, dovuti al trasporto nello spazio. Ioni idrogeno del vento solare reagiscono con l’ossigeno dei cristalli originando vescicole piene d’acqua (in blu).
Questo meccanismo di formazione d’acqua si verifica quasi certamente in altri sistemi planetari con potenziali implicazioni per l’origine della vita in tutta la galassia.
(credit: John Bradley, UH SOEST / LLNL)

Queste particelle sono bombardate dal vento solare, tra i cui elementi predominano gli ioni idrogeno. Questo bombardamento ionico estromette atomi dal reticolo dei cristalli dei silicati, liberando ossigeno, che si rende così disponibile a legarsi con l’idrogeno per formare, ad esempio, molecole d’acqua.

“E’ una possibilità emozionante che questo afflusso di polvere abbia agito come una pioggia continua di piccoli recipienti contenenti sia acqua che composti organici necessari per una eventuale origine della vita sulla Terra e forse su Marte”, afferma Hope Ishii, un nuovo ricercatore associato presso l’Istituto di Geofisica e Planetologia delle Hawaii, co-autore dello studio.

Questo meccanismo di trasporto di acqua e sostanze organiche al tempo stesso potrebbe anche essere valido per i pianeti extrasolari, mondi che orbitano attorno ad altre stelle. Queste materie prime, polveri e ioni idrogeno, provenienti dalla stella madre, permetterebbero che il processo abbia luogo in quasi ogni sistema planetario.

Le implicazioni di questo studio sono potenzialmente enormi: corpi celesti senza atmosfera, come gli asteroidi o la Luna, composti prevalentemente da silicati, sono infatti costantemente esposti alle radiazioni del vento solare che – come detto sopra – può generare acqua.

In realtà, questo meccanismo di formazione dell’acqua contribuirebbe a spiegare i dati rilevati e trasmessi sulla Luna, in cui si sono individuati gruppi ossidrili OH e acqua preliminare, e forse spiega anche la fonte di ghiaccio sulla faccia permanentemente in ombra del nostro satellite naturale.

“ Forse è ancora più emozionante” – afferma Ishii – “che la polvere interplanetaria, in particolare quella delle comete e degli asteroidi formatisi per primi, sia riconosciuta da tempo come veicolo per molecole di carbonio organico, che riescono a sopravvivere entrando nell’atmosfera terrestre, e che noi ora si sia riusciti a dimostrare che l’acqua possa trovare una sua origine ad opera del vento solare. Con la nostra ricerca, infatti, abbiamo dimostrato che l’acqua e le sostanze organiche possono essere giunte sulla Terra contemporaneamente”.

Fino dalle prime missioni Apollo, quando gli astronauti raccoglievano rocce e campioni di suolo lunare, è noto che il vento solare induce al cambiamento nella composizione chimica dello strato superficiale di polvere. Quindi, l’ipotesi che l’irradiazione del vento solare possa produrre acqua non è nuova, ma il fatto che la produca effettivamente è tuttora fonte di dibattiti e accese discussioni.

Le ragioni che fanno dubitare sono essenzialmente due: la prima considerazione riguarda la piccola quantità d’acqua prodotta, da alcuni giudicata troppo poca. La seconda eccezione viene posta sulla localizzazione dei silicati, che compaiono in cerchi molto sottili sulle superfici dei minerali, disposti in modo che tecniche di analisi più vecchie non erano state in grado di confermare la presenza di acqua.

Utilizzando un microscopio elettronico a scansione, gli scienziati hanno ora rilevato acqua prodotta dalla irradiazione del vento solare sui cerchi dei minerali di silicati nelle particelle di polvere.

Sulla base dei minerali irradiati in laboratorio, che mostrano cerchi amorfi simili, gli studiosi sono stati in grado di concludere che le forme dell’acqua nei minerali di silicato sono sottoposte alla interazione del vento solare (H+) con l’ossigeno.

Con questa ricerca non si è potuto indicare quanta acqua possa essere giunta sulla Terra.

“Non possiamo dire assolutamente che fosse una quantità sufficiente a formare gli oceani, per esempio”, dice Ishii. “Tuttavia, l’importanza del nostro lavoro non è consistita nel conoscere l’origine degli oceani terrestri, ma la dimostrazione dell’esistenza, a mezzo della polvere interplanetaria, di un continuo rifornimento congiunto di acqua e di sostanze organiche strettamente mescolate, finalizzato all’origine della vita sul nostro pianeta”.

Leonardo Debbia
30 gennaio 2014

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