Dal Neon Nuova Luce sulla Formazione della Terra

Dal Neon Nuova Luce sulla Formazione della Terra

Secondo un nuovo studio pubblicato su Nature la nostra Terra si è formata piuttosto rapidamente a partire dalla nube primordiale di gas e polveri attorno al Sole, intrappolando acqua e gas nel mantello. La ricerca, basata sull’analisi di isotopi di neon, può contribuire all’identificazione di sistemi extrasolari che potrebbero supportare pianeti abitabili.

Sujoy Mukhopadhyay e Curtis Williams dell’University of California Davis hanno utilizzato dati ricavati nelle profondità del nostro pianeta così come nello spazio per studiare isotopi di neon e dimostrare così i processi di formazione del nostro pianeta. “Cerchiamo di capire dove e come il mantello terrestre abbia acquisito il neon, perché questo può dirci qualcosa sulla velocità e le condizioni di formazione del pianeta”, spiega Williams. In realtà il neon è un sostituto per verificare la provenienza di altri elementi, come acqua, diossido di carbonio e azoto. Infatti si tratta di un gas nobile e non viene influenzato da processi chimici e biologici intercorsi.

“Il neon conserva memoria della sua provenienza anche dopo quattro miliardi e mezzo di anni”, afferma Mukhopadhyay. Le attuali teorie relative alla formazione della Terra sono di tre tipi. Nella prima ipotesi, il pianeta crebbe piuttosto velocemente nel corso di due-cinque milioni di anni e catturò gas dalla nebulosa solare, la nube di gas e polveri che circondava il Sole primordiale. La seconda ipotesi suggerisce che le particelle di polvere si siano formate e siano state irradiate dal Sole per un certo tempo prima di condensare in piccoli oggetti chiamati planetesimi, che in seguito sono cresciuti a formare il pianeta.

Nella terza opzione, la Terra si è formata piuttosto lentamente e i gas sono stati rilasciati da meteoriti ricche di acqua, carbonio e azoto. I tre modelli prevedono conseguenze differenti. Per verificare quale sia l’ipotesi più corretta, il team ha misurato accuratamente il rapporto di isotopi di neon che sono rimasti intrappolati nel mantello della Terra alla sua formazione. Il neon ha tre isotopi, neon-20, 21 e 22. Tutti e tre sono stabili e non radioattivi, ma il neon-21 si è formato dal decadimento radioattivo di uranio. Quindi la quantità di neon-20 e 22 è rimasta stabile sin dalla formazione del pianeta e rimarrà tale per sempre. I tre scenari di formazione della Terra prevedono rapporti differenti di neon-20 e neon-22.

Per lo studio sono state utilizzate rocce dei fondali oceanici, residuo dei flussi provenienti dalle profondità della Terra che si sono raffreddati nei mari. I gas sono stati scoperti in piccole bolle all’interno del basalto. Ma le analisi si sono basate anche su particelle del vento solare catturate dalla missione Genesis e su meteoriti condriti carbonacee. I risultati si sono rivelati coerenti con il modello di formazione rapida del pianeta. “Questa è una chiara indicazione della presenza di neon nebulare nella profondità del mantello”, spiega Williams. Dal momento che il neon è un indicatore di altri composti volatili, idrogeno, acqua, diossido di carbonio e azoto dovrebbero essersi condensati nella Terra durante lo stesso periodo, tutti ingredienti che rendono abitabile un pianeta. Il risultato implica che per assorbire questi composti vitali un pianeta debba raggiungere una certa dimensione, almeno quella di Marte, prima della dissipazione della nebulosa solare. Le osservazioni di altri sistemi planetari indicano che questo processo possa avvenire nel giro di appena due o tre milioni di anni. La Terra si sarebbe quindi formata davvero rapidamente dal disco protoplanetario circostante il giovane Sole, raccogliendo già acqua, carbonio e azoto nelle sue profondità.
[ Barbara ]

Nell’immagine rappresentazione artistica di una giovane stella circondata da un disco protoplanetario.
Credit: European Southern Observatory

https://phys.org/news/2018-12-mantle-neon-illuminates-earth-formation.html