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Piogge di ferro sulla Terra delle origini

Nella sua turbolenta gioventù il nostro pianeta fu bagnato da tempeste di metalli generate da impatti meteorici. Si spiegherebbe così l'abbondanza di metalli nella crosta e nel mantello terrestre.

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La Z machine presso i Sandia National Laboratories. | Randy Montoya

Se sulla Terra primordiale fossero andate di moda le previsioni meteo, avrebbero spesso preannunciato "pesanti" acquazzoni. Durante la sua giovinezza, il nostro pianeta dovette infatti affrontare piogge di ferro, che potrebbero spiegare l'abbondanza di questo e altri preziosi metalli nel mantello e nella crosta terrestre.

 

nel mirino. È la singolare conclusione di uno studio appena pubblicato su Nature Geoscience. Negli anni della sua formazione, la Terra fu bombardata da un gran numero di oggetti celesti ricchi di ferro. Secondo i modelli finora elaborati, queste collisioni avrebbero lasciato dietro di sé una scia di metalli pesanti poi "affondati" nel nucleo terrestre, oltre ad altri elementi più leggeri, come oro, platino e palladio, rimasti vicini alla superficie.

 

Collisioni in laboratorio. Teorie ampiamente condivise che non tengono conto, però, del comportamento dei metalli a condizioni così estreme; in particolare, della loro tendenza a vaporizzarsi. Per studiare questo aspetto Richard Kraus, fisico del Lawrence Livermore National Laboratory (California), ha utilizzato la Z machine, un potente generatore di raggi X installato presso i Sandia National Laboratories ad Albuquerque, nel Nuovo Messico.

 

E pioggia fu. Il dispositivo permette di studiare il comportamento di materiali - come i metalli - in condizioni estreme, portandoli a velocità molto elevate attraverso l'utilizzo di potenti campi magnetici. Kraus e colleghi hanno fatto collidere piccoli campioni di ferro con placche di alluminio di un centimetro quadrato, accelerando le placche fino a una velocità compresa tra i 50 mila e i 60 mila chilometri orari. Le onde d'urto risultanti hanno causato la compressione del ferro, il suo surriscaldamento e la sua vaporizzazione. La pioggia di ferro risultante è stata osservata anche in laboratorio.

 

Piove metallo. Per far vaporizzare il ferro è servita una quantità di pressione minore di circa il 40% rispetto al previsto. Il che farebbe pensare, secondo Kraus, a una Terra primordiale l'impatto di grossi meteoriti provocava imponenti pennacchi di ferro vaporizzato e polveri rocciose, che si sollevavano da terra per poi ricadere al suolo sotto forma di pioggia. Mischiandosi così con crosta e mantello terrestre.

 

Diversa distribuzione. Si spiegherebbe così perché il ferro sia tanto abbondante sulla Terra, ma meno presente sulla superficie lunare. Benché la Luna sia probabilmente nata dal distacco di un pezzo di Terra dopo un violento impatto celeste, e abbia pertanto una composizione analoga a quella del nostro pianeta, i bassi livelli di gravità lunare avrebbero permesso al ferro vaporizzato di sfuggire facilmente.

 

Temporali preziosi. La pioggia di ferro spiegherebbe anche l'abbondanza nei silicati (i minerali più diffusi nella crosta terrestre) di elementi che si legano facilmente al ferro, come, appunto, l'oro.

 

3 marzo 2015 | Elisabetta Intini