Il processo attraverso cui la Terra ha acquisito l’attuale quantità di idrogeno – elemento fondamentale per l’abitabilità del nostro pianeta – è stato a lungo oggetto di dibattito. Tradizionalmente, le ipotesi hanno seguito due filoni: una sostiene che l’acqua fosse già presente nel materiale con cui si è formata la Terra; l’altra ipotizza, invece, che sia arrivata in un secondo momento, tramite impatti di comete e asteroidi. Ora, un nuovo studio suggerisce che la Terra potrebbe essere nata già ‘bagnata’, cioè contenendo un contenuto idrico significativo fin dalle prime fasi della sua formazione.
La scoperta è stata compiuta da un gruppo di ricercatori dell’Università di Oxford che ha analizzato Lar 12252, un meteorite – rinvenuto in Antartide – di tipo condrite enstatite. Si tratta di un raro tipo di meteoriti formatisi nella calda regione interna del Sistema Solare e con una composizione analoga al materiale della Terra primordiale. I risultati della ricerca – pubblicati su Icarus – indicano che l’idrogeno presente in questo meteorite era intrinseco e non dovuto a contaminazioni successive. E suggeriscono che il materiale da cui si è formata la Terra era molto più ricco di idrogeno di quanto si pensasse in precedenza.
Ma facciamo un passo indietro. Le condriti entastiti, dicevamo, mostrano una forte somiglianza con le rocce terrestri in termini di composizione isotopica. Per questo motivo, sono state considerate come principali costituenti della proto-Terra così come di altri pianeti rocciosi, incluso Marte. Tuttavia, poiché sono composte da minerali anidri, ovvero privi di acqua, si è a lungo ritenuto che queste rocce fossero ‘secche’ e che avessero quindi fornito quantità trascurabili di idrogeno alla proto-Terra. Misurazioni effettuate su meteoriti simili, come le aubriti, avevano rafforzato questa idea, rilevando contenuti d’acqua estremamente bassi. Alla luce di questi dati, molti modelli hanno ipotizzato che l’acqua presente sulla Terra sia stata ‘importata’ in una fase successiva, attraverso un bombardamento di comete o asteroidi provenienti dalla regione esterna del Sistema Solare.
Le nuove analisi delle composizioni globali delle condriti entastiti hanno ribaltato questa visione. Utilizzando una sofisticata tecnica di spettroscopia presso il sincrotrone Diamond Light Source a Harwell, nell’Oxfordshire, il team di Oxford ha rilevato su Lar 12252 contenuti di idrogeno inaspettatamente elevati, abbastanza da spiegare fino a 14 volte la massa degli attuali oceani terrestri. Le misurazioni isotopiche, inoltre, suggeriscono che fino al 70 per cento degli elementi volatili sulla Terra, inclusi idrogeno e azoto, potrebbe provenire proprio da materiale del Sistema Solare interno. L’apporto esterno sarebbe stato quindi marginale, utile solo a spiegare alcuni rapporti isotopici finali osservati sulla superficie terrestre.
Durante l’analisi, i ricercatori hanno individuato una matrice di materiale finissimo particolarmente ricca di solfuro di idrogeno, con livelli di idrogeno cinque volte superiori rispetto alle zone precedentemente studiate. Al contrario, nelle aree del meteorite con segni evidenti di contaminazione terrestre, come crepe o tracce di ruggine, era presente pochissimo o nessun idrogeno, rendendo improbabile che quest’ultimo fosse stato acquisito dopo l’arrivo sulla Terra. La domanda, a questo punto, sorge spontanea: com’è possibile che un materiale ritenuto anidro contenga così tanto idrogeno?
«L’analisi ci ha rivelato la presenza di solfuro di idrogeno nel campione, ma non nel punto in cui ce lo aspettavamo. È stato entusiasmante», afferma Thomas Barrett, autore principale dello studio. «Poiché è molto improbabile che questo solfuro di idrogeno provenga da una contaminazione terrestre, questa ricerca fornisce prove fondamentali a supporto della teoria secondo cui l’acqua sulla Terra sia autoctona, ovvero una conseguenza naturale della composizione del nostro pianeta».
Un tempo considerate ‘asciutte’, le condriti entastiti si stanno rivelando una fonte sorprendentemente ricca di idrogeno. Questo significa che la Terra – e forse anche altri pianeti rocciosi – potrebbero essersi formati con un inventario iniziale già abbondante di idrogeno e altri elementi volatili.
«Una domanda fondamentale per i planetologi è come la Terra abbia assunto l’aspetto che ha oggi. Ora pensiamo che il materiale che ha costruito il nostro pianeta – che possiamo studiare grazie a questi rari meteoriti – fosse molto più ricco di idrogeno di quanto pensassimo», aggiunge James Bryson, co-autore dello studio. «Questa scoperta supporta l’idea che la formazione dell’acqua sulla Terra sia stato un processo naturale, e non un colpo di fortuna dovuto al bombardamento di asteroidi idratati dopo la sua formazione».
In apertura: foto del campione Lar 12252, meteorite di tipo condrite entastite. Crediti: Nasa.