La collisione planetaria che diede origine alla Luna rese possibile la vita sulla Terra

Parte degli elementi precursori della vita sul nostro pianeta potrebbe essere stata consegnata dallo scontro planetario che formò anche la Luna, oltre 4,4 miliardi di anni fa.

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Collisioni primordiali: è appena dietro l'angolo, la Luna, eppure è ancora in parte un enigma astronomico. | Shutterstock

La Terra ha ricevuto la maggior parte degli elementi volatili alla base della vita, come carbonio e azoto, nel corso della collisione planetaria che diede origine alla Luna, oltre 4,4 miliardi di anni fa. Uno studio pubblicato su Science Advances propone una risposta a una domanda comune a proposito dell'abbondanza di elementi volatili sul nostro pianeta: come fa la vita sulla Terra a basarsi sul carbonio, dal momento che questo elemento, per le sue proprietà, avrebbe dovuto evaporare durante le prime, roventi fasi di formazione del pianeta, oppure restare intrappolato nel nucleo?

 

I conti non tornano. Una delle teorie storiche per spiegare l'abbondanza di elementi volatili sulla Terra è quella che vuole che a portarli siano stati una particolare classe di meteoriti - avanzi primordiali degli elementi costitutivi il Sistema Solare esterno, precipitati sulla Terra quando ormai il nucleo era già formato (evitando così che le sostanze volatili che trasportavano dovessero sopportare l'intenso calore degli inizi, e l'evaporazione).

 

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Curiosità: la Via Lattea (radio)riflessa sulla Luna. | Dr Ben McKinley, Curtin University/ICRAR/ASTRO 3D - NASA/GSFC/Arizona State University

Tuttavia, il rapporto tra carbonio e azoto nella parte della Terra diversa dal nucleo - cioè il mantello e la crosta - non corrisponde a quello riscontrato in questi meteoriti, le condriti carbonacee: è di circa 40 parti di carbonio per ogni parte di azoto, mentre nei meteoriti è di circa 20 a 1.

 

Prove di scontro. Nel laboratorio di Rajdeep Dasgupta, ricercatore della Rice University (Usa) e co-autore dello studio, è possibile simulare le reazioni geochimiche che avvengono negli strati più interni di un pianeta sottoposto a condizioni estreme di pressione e temperatura.

 

In una nuova serie di esperimenti, Damanveer Grewal, coordinatore della ricerca, ha voluto testare un'altra nota teoria sull'origine degli elementi volatili, secondo la quale queste sostanze sarebbero arrivate durante una collisione con un pianeta allo stadio embrionale della sua formazione, con un nucleo ricco di zolfo. Zolfo, carbonio e azoto sono infatti presenti in ogni parte del nostro pianeta fatta eccezione per il nucleo, che non ha scambi di materiale con i restanti strati e rimane isolato.

 

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Uno o più visitatori esotici? Grewal ha cercato di capire quale fosse la proporzione tra carbonio e azoto nel nucleo di pianeti in tre diversi scenari: senza zolfo, con il 10% e il 25% di zolfo. Dopo aver testato ogni possibilità (conducendo circa 1 miliardo di simulazioni), i ricercatori hanno concluso che «tutte le prove (...) sono compatibili con un impatto con un pianeta delle dimensioni di Marte, che trasportasse sostanze volatili e con un nucleo ricco di zolfo, dall'impatto con il quale ebbe origine la Luna».

 

Gli elementi precursori della vita potrebbero quindi essere arrivati sulla giovane Terra grazie all'impatto con un pianeta composto da elementi di base differenti (il nucleo terrestre è fatto prevalentemente di ferro), formatosi forse in un punto diverso del disco protoplanetario.

 

La ricerca, supportata da tante e complesse simulazioni, sembra dare definitivamente credito all'idea che gli elementi volatili siano arrivati con una collisione planetaria. Questo tuttavia non scioglie ogni dubbio, perché un bilancio degli elementi volatili considerati non è possibile, e forse una singola collisione non è stata sufficiente...

 

29 gennaio 2019 | Elisabetta Intini