Nei primissimi anni del sistema solare, la prima Terra impiegò molto meno tempo per formarsi di quanto pensassimo in precedenza.
Secondo una nuova analisi degli isotopi del ferro trovati nei meteoriti, ci sono voluti solo 5 milioni di anni per la maggior parte della Terra per riunirsi, molte volte meno di quanto suggeriscono i modelli attuali.
Questa revisione è un contributo significativo alla nostra attuale comprensione della formazione planetaria, suggerendo che i meccanismi possono essere più vari di quanto pensiamo, anche tra pianeti dello stesso tipo situati nella stessa area – pianeti rocciosi come Marte e Terra.
Vedi, non siamo sicuri al 100% di come si formano i pianeti. Gli astronomi hanno un'idea generale abbastanza buona, ma i dettagli più fini … beh, sono piuttosto difficili da vedere in azione.
Gli ampi tratti del processo di formazione planetaria sono associati alla formazione della stella stessa. Le stelle si formano quando un grumo in una nuvola di polvere e gas si raccoglie sotto la sua stessa gravità e inizia a ruotare. Ciò fa sì che la polvere e il gas circostanti circolino intorno ad esso, come l'acqua che circola intorno a uno scarico.
Durante la rotazione, tutto questo materiale forma un disco piatto che alimenta la stella in crescita. Ma non l'intero disco verrà assorbito: ciò che rimane è chiamato disco protoplanetario e continua a formare pianeti; ecco perché tutti i pianeti del sistema solare sono approssimativamente situati su un piano piatto intorno al sole.
Quando si parla di formazione planetaria, si ritiene che minuscole particelle di polvere e roccia nel disco si aggrappino elettrostaticamente l'una all'altra. Quindi, man mano che crescono di dimensioni, aumenta anche la loro forza gravitazionale. Cominciano ad attrarre altri ammassi attraverso interazioni casuali e collisioni, aumentando di dimensioni fino a diventare un intero pianeta.
Si credeva che per la Terra questo processo richiedesse decine di milioni di anni. Ma gli isotopi del ferro nel mantello terrestre, secondo gli scienziati dell'Università di Copenhagen in Danimarca, mostrano il contrario.
Nella sua composizione, la Terra differisce dagli altri corpi del sistema solare. Terra, Luna, Marte, meteoriti: contengono tutti isotopi naturali del ferro come Fe-56 e il più leggero Fe-54. Ma la Luna, Marte e la maggior parte dei meteoriti hanno lo stesso numero, mentre la Terra ha significativamente meno Fe-54.
L'unico altro corpo cosmico che ha una composizione simile a quella della Terra è un raro tipo di meteorite chiamato condriti CI. La cosa interessante di questi meteoriti è che hanno una composizione simile al sistema solare nel suo insieme.
Immagina di avere tutti gli ingredienti per un'insalata. Mescolali tutti insieme in un grande vaso: questo è il disco protoplanetario e poi il sistema solare. Ma se spargi i tuoi ingredienti in diversi piccoli vasi con proporzioni diverse di ciascun ingrediente, ora hai pianeti e asteroidi separati.
Ciò che rende speciali le condriti CI è che, secondo questa analogia, sono come piccoli vasetti contenenti le proporzioni iniziali degli ingredienti. Quindi, avere una di queste rocce cosmiche a portata di mano è come avere un microcosmo di polvere che vortica in un disco protoplanetario all'alba del sistema solare, 4,6 miliardi di anni fa.
Secondo i modelli moderni di formazione planetaria, se la materia si mescolasse semplicemente tra loro, il contenuto di ferro nel mantello terrestre sarebbe rappresentativo di una miscela di tutti i tipi di meteoriti con un contenuto di Fe-54 più elevato.
Il fatto che la composizione del nostro pianeta sia paragonabile solo alle condriti CI suggerisce un diverso modello di formazione. Invece di accumularsi, i ricercatori ritengono che il nucleo di ferro della Terra si sia formato prima sotto una pioggia di polvere cosmica, un processo più veloce rispetto all'accumulo di rocce più grandi. Durante questo periodo si è formato un nucleo di ferro.
Quindi, quando il sistema solare si è raffreddato, dopo le prime centinaia di migliaia di anni, la polvere di CI dal bordo più lontano potrebbe migrare verso l'interno, dove si stava formando la Terra. È sparso in tutta la Terra.
I ricercatori hanno concluso che poiché la formazione del disco protoplanetario – e la grande quantità di polvere in esso contenuta che potrebbe essere caduta sulla Terra – è durata solo circa 5 milioni di anni, la Terra deve essersi accumulata durante questo periodo di tempo, concludono i ricercatori.
“Questa polvere di CI aggiunta ha sovrastampato la composizione del ferro nel mantello terrestre, il che è possibile solo se la maggior parte del ferro precedente era già nel nucleo,” ha spiegato il geologo Martin Schiller dell'Università di Copenaghen.
Questo non solo amplia la nostra comprensione della formazione planetaria, ma può anche influenzare la nostra comprensione della vita nell'universo. È possibile che questo tipo di formazione planetaria sia un prerequisito per condizioni favorevoli alla vita.
“Ora sappiamo che la formazione planetaria sta avvenendo ovunque. Abbiamo meccanismi comuni che funzionano e creano sistemi planetari. Quando comprendiamo questi meccanismi nel nostro sistema solare, possiamo trarre conclusioni simili su altri sistemi planetari nella galassia “, ha detto il cosmochemista Martin Bizzarro dell'Università di Copenaghen.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
Fonti: Foto: NASA / JPL
