Ci sono prove che la maggior parte della Terra ha impiegato “solo” 5 milioni di anni per aggregarsi, molto più brevemente di quanto suggeriscono gli attuali modelli
Agli albori del Sistema Solare, la Terra potrebbe aver impiegato un tempo molto più breve per formarsi di quanto pensassimo in precedenza. Secondo un’analisi del febbraio 2020, ci sono prove che la maggior parte della Terra ha impiegato solo 5 milioni di anni per aggregarsi, molte più brevemente di quanto suggeriscono i modelli attuali. Questa revisione è un contributo significativo alla nostra attuale comprensione della formazione planetaria, suggerendo che i meccanismi potrebbero essere più vari di quanto pensiamo, anche tra pianeti rocciosi come Marte.
La formazione dei pianeti
Il processo di formazione planetaria è legato alla stessa formazione stellare. Le stelle si formano quando un ammasso di polvere e gas collassa su se stesso sotto la sua stessa gravità e inizia a girare vorticosamente. Ciò fa sì che la polvere e il gas circostanti inizino a turbinare intorno ad esso, come l’acqua che vortica intorno ad uno scarico. Mentre vortica, tutto il materiale forma un disco piatto, che si alimenta nella stella in crescita. Ma non tutto il disco viene risucchiato: quello che rimane è chiamato disco protoplanetario e va a formare i pianeti. Ecco perché tutti i pianeti del Sistema Solare sono approssimativamente allineati su un piano piatto attorno al Sole.
Quando si parla di formazione planetaria, si pensa che minuscoli frammenti di polvere e roccia nel disco iniziano ad “aderire” elettrostaticamente l’uno all’altro. Quindi, man mano che crescono di dimensioni, aumenta anche la loro forza gravitazionale. Cominciano ad attrarre altri gruppi, attraverso interazioni casuali e collisioni, aumentando di dimensioni fino a diventare un intero pianeta.
Gli isotopi del ferro
Per la Terra, si pensava che questo processo avesse richiesto decine di milioni di anni. Ma un’analisi degli isotopi del ferro trovati nel mantello terrestre suggerisce il contrario, secondo gli scienziati dell’Università di Copenaghen in Danimarca. Nella sua composizione, la Terra sembra essere diversa dagli altri corpi del Sistema Solare. Terra, Luna, Marte, meteoriti: tutti contengono isotopi di ferro presenti in natura, come Fe-56 e il più leggero Fe-54. Ma la Luna, Marte e la maggior parte dei meteoriti hanno tutti un’abbondanza simile, mentre la Terra ha significativamente meno Fe-54. L’unica altra roccia che ha una composizione simile a quella terrestre è un raro tipo di meteorite chiamato condrite, CI. La cosa interessante di questi meteoriti è che hanno una composizione simile a quella del Sistema Solare nel suo insieme.
Come una “bolognese”
Immaginiamo di ottenere tutti gli ingredienti per una bolognese. Mescoliamoli tutti insieme in un grande vaso: questo è il disco protoplanetario e più tardi il Sistema Solare. Ma spargendo gli ingredienti in un mucchio di pentole più piccole, con proporzioni diverse di ogni ingrediente, avremo i singoli pianeti e asteroidi. Ciò che rende speciali le condriti è che, in questa analogia, sono come minuscole pentole contenenti le proporzioni iniziali degli ingredienti per una bolognese completa. Quindi, avere una di queste rocce spaziali a portata di mano è come avere un microcosmo di polvere che vorticava nel disco protoplanetario agli albori del Sistema Solare, 4,6 miliardi di anni fa. Secondo gli attuali modelli di formazione planetaria, se le cose si mescolassero insieme, le abbondanze di ferro nel mantello terrestre rappresenterebbero un mix di tutti i diversi tipi di meteoriti, con abbondanze più elevate di Fe-54.
Il fatto che la composizione del nostro pianeta sia paragonabile solo alla polvere di CI suggerisce un diverso modello di formazione. Invece di rocce che sbattono insieme, i ricercatori ritengono che il nucleo di ferro della Terra si sia formato attraverso una pioggia di polvere cosmica, un processo più veloce rispetto all’accrescimento di rocce più grandi. Durante questo periodo, il nucleo di ferro si è formato, assorbendo il primo ferro. Poi, quando il Sistema Solare si è raffreddato, dopo le sue prime centinaia di migliaia di anni, la polvere di CI è stata in grado di migrare verso l’interno, dove si stava formando la Terra. Ha cosparso tutta la Terra, sovrascrivendo, sostanzialmente, il ferro che c’era nel mantello.
Implicazioni su vita ed altri sistemi planetari
Se questo modello di accrescimento della “polvere cosmica” è il modo in cui si è formata la Terra, questa ricerca significa anche che altri pianeti in altre parti dell’Universo potrebbero essersi formati in questo modo. Questo non solo amplia la nostra comprensione della formazione planetaria, ma potrebbe avere implicazioni per la nostra comprensione della vita nell’Universo. Potrebbe essere che questo tipo di formazione planetaria sia un prerequisito per le condizioni favorevoli alla vita.
Riferimenti:
