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Da dove viene l'acqua sulla Terra?

Le inclusioni nelle rocce

Contrariamente a quanto la notizia possa far risaltare, la provenienza dell'acqua terrestre sembra nascondersi ancora di più dietro un alone di mistero. 

Nel 2015 (MEDIA INAF) un articolo ci raccontava che un team di ricercatori della Università delle Hawaii guidati da Lydia Hallis, cosmochimica della NASA, ha scovato delle inclusioni di vetro in rocce che provengono direttamente dal mantello terrestre, in profondità, ritrovate nell'isola di Baffin in Canada. Rocce che risalendo non hanno risentito di contaminazioni esterne nelle loro zone più protette e proprio in queste inclusioni vetrose sono stati rinvenuti piccoli quantitativi di acqua. Uno degli indicatori più importanti per la caratterizzazione dell'acqua è il rapporto idrogeno/deuterio, risultato diverso da quello stimato in asteroidi e comete. Pochissimo deuterio dalle analisi: una prova del fatto che l'acqua  non proviene da corpi minori ma, di conseguenza, direttamente dalla composizione del Sistema Solare. Si tratta dell'acqua intrappolata già nel disco dal quale si è formato il nostro sistema planetario e che è rimasta quindi all'interno del nostro pianeta. 

Ma quale acqua? Stiamo parlando di quella che era presente in profondità, all'interno della Terra. Che non è la stessa, a quanto pare, di quella che è presente nei nostri oceani visto che questa presenta un rapporto idrogeno/deuterio simile a quello osservato negli asteroidi più che nelle comete, che tra l'altro deriva direttamente dalla nube molecolare. Chi ha buona memoria ricorderà proprio che questa era la soluzione alla quale si era giunti dal rapporto calcolato e rinvenuto sui corpi minori e tra l'altro riscontrato anche su corpi come Vesta. La stessa analisi della 67P sembra aver avvalorato l'origine dell'acqua oceanica da corpi minori. E allora stiamo parlando, forse, di due acque diverse il che avvalora quanto sempre pensato. Non si può cercare una soluzione che sia univoca: o nebulosa primordiale o corpi minori. A logica si può pensare che idrogeno fosse già presente nella nube molecolare di partenza, tanto è vero che è stato rinvenuto anche in altre nubi molecolari osservate. Ma questa acqua primordiale non può essere sopravvissuta al calore della prima Terra, a meno che non sia rimasta intrappolata proprio come queste inserzioni vetrose ci dicono. Ma l'altra è eveporata, e qualcuno deve anche averla riportata. E qui entrano in gioco gli asteroidi e le comete: magari più gli asteroidi, ma anche le comete. 

Insomma, non pensiamo che possa esserci una soluzione univoca ma un coacervo di situazioni, di partenza e successive, che hanno donato alla Terra l'aspetto che presenta oggi, sia in superficie sia internamente. 

E infatti Novembre 2017 porta a altri studi (Icarus, Sao Paulo State University), per i quali il momento cruciale per l'arrivo dell'acqua sulla Terra è legato all'espansione di Giove, in grado di influire sulla regione interna del Sistema Solare, ricca di oggetti vaganti, finiti a scontrarsi con il nostro pianeta. Gli impatti cometari vengono quindi relegati ancora una volta a un ruolo marginale mentre l'acqua, in grandissima parte, deriverebbe da una regione occupata oggi proprio dall'orbita terrestre. L'acqua si formò a distanze di diverse UA dal Sole, mentre oggi la zona tra 1.8 e 3.2 UA è occupata dalla Fascia Asteroidale. Gli asteroidi compresi tra 1.8 e 2.5 UA sono poveri di acqua mentre oltre le 2.5 UA il contenuto si amplia e la formazione di Giove potrebbe spiegare questa differenza. Crescendo in maniera molto veloce, Giove avrebbe disturbato le orbite degli oggetti ricchi di acqua scaraventandoli via e rendendo le orbite più eccentriche, fino a lambire le orbite attuali dei pianeti rocciosi. Laddove si stava formando la Terra, la zona conteneva già molta acqua portata dai planetesimi espulsi dai giganti gassosi in formazione. Le simulazioni portate avanti dal team brasiliano sembra aver avvalorato la tesi, anche se è ancora tutto da studiare.

 

 

Campioni di vetro ricreati in laboratorio

Campioni di vetro ricreati in laboratorio

A spezzare una lancia a favore dell'apporto di acqua sulla Terra da parte di asteroidi c'è un test di laboratorio portato avanti a inizio 2018 alla Johns Hopkins University. Gli asteroidi sono tra i principali indiziati per l'apporto di acqua sulla Terra visto che i rapporti isotopici sono simili a quelli oceanici, ma le simulazioni prevedono una forte evaporazione dovuta al calore dell'impatto. Bombardando pietra pomice con delle biglie che riproducono la composizione delle condriti carbonacee, invece, è stato possibile mostrare (per velocità di impatto di 5 km/s e inclinazioni compatibili) come il 30% dell'acqua possa rimanere nel corpo impattato. Il vapore acqueo generato viene inglobato nelle rocce fuse al momento della formazione. Questo spiegherebbe anche la presenza di acqua nelle rocce lunari.


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