Origine dell'acqua sulla Terra

L' origine dell'acqua sulla Terra è oggetto di un dibattito scientifico che si basa principalmente su due ipotesi concorrenti, una fonte interna e una fonte esterna. Il primo suggerisce che l'acqua e altri terreni volatili sono derivati dal degassamento dell'interno della Terra al momento della sua formazione ci sono 4,55 miliardi di anni . Il secondo suggerisce un rifornimento tardivo di acqua, durante le ultime fasi di accrescimento della Terra, da parte di piccoli corpi planetari condritici (comete e meteoriti) relativamente ricchi di acqua . Oggi, circa il 70,9% della Terra superficie è ricoperta d'acqua. Il dibattito in corso riguarda il contributo relativo di ciascuna fonte.

Le diverse ipotesi

Ancora oggi gli scienziati non sono unanimi sull'origine dell'acqua sulla Terra, presente principalmente oggi (e da miliardi di anni) nei suoi oceani . Gli oceani si sarebbero individualizzati 4,4 miliardi di anni fa. Lo studio di zirconi molto antichi mostra che sono stati a contatto con acqua liquida . Cioè, l'acqua liquida esisteva sulla superficie della giovane Terra 4.404 ± 8 Ma fa . Questi studi evidenziano la presenza di una giovane idrosfera ma anche di un ambiente caratterizzato da temperature che consentono l'esistenza di acqua liquida (teoria della "Terra fredda primitiva"). Alcuni studi su campioni di roccia lunare e terrestre concludono che le riserve idriche esterne sono limitate, e in particolare l'impatto di Théia , dell'ordine del 5-30 %, altri ritengono che la maggior parte dell'acqua provenga da questo impattore.

L'ipotesi più popolare tra gli scienziati oggi è quella delle condriti carboniose arrivate sulla Terra alla fine dell'accrescimento e che trasportavano acqua, modellato dallo scenario Grand Tack . Si spiega con una correlazione degli stretti rapporti isotopici tra l'acqua della Terra e quella delle condriti carboniose, anche se l'eventuale alterazione di questi rapporti è oggetto di discussione.
Una nuova ipotesi avanzata nel 2020 si basa sul contenuto idrico delle condriti di enstatite , meteoriti rari ma con una composizione chimica prossima a quella della terra. Secondo questa teoria, la maggior parte dell'acqua presente sulla Terra oggi è lì dall'inizio.
L'acqua potrebbe provenire dalle comete , che dopo il periodo di accrescimento si sono schiantate sulla Terra. In effetti, le comete sono corpi celesti della fascia Edgeworth-Kuiper o della nube di Oort ; hanno generalmente un diametro inferiore a 20 chilometri e sono circa l'80% di ghiaccio. Le prime misurazioni del rapporto D / H nella coda delle comete inizialmente suggerivano che l'input cometario fosse basso e che solo una piccola parte (≈ 10%) sarebbe arrivata da comete simili della regione Urano - Nettuno e dalla regione di Edgeworth-Kuiper cintura. Il rapporto D / H delle comete iperattive come 46P / Wirtanen è comunque vicino a quello degli oceani terrestri, e il rapporto D / H delle comete è tanto più vicino a quello della Terra quanto più queste comete sono attive. Diverse ipotesi possono spiegare questa correlazione, ma in ogni caso fa rivivere la teoria secondo la quale la maggior parte dell'acqua terrestre verrebbe dalle comete.
L'acqua potrebbe anche venire dal nebulosa protosolare , quindi sono stati memorizzati all'interno durante la formazione del pianeta e poi rilasciato da degassamento magmi (contenente acqua legata ai silicati idrati di minerali e gas intrappolati tra cui idrogeno e ossigeno). Dal 2014 si è puntato principalmente su un'area di rocce costituita principalmente da ringwoodite , tra 525 e 660 km di profondità, che potrebbe contenere più volte il volume degli oceani attuali.
Una quarta ipotesi, più minore, invoca l'apporto dell'acqua da parte di micrometeoriti , il cui diametro è dell'ordine del micrometro ma che sono molto frequenti.

Una combinazione di fattori?

Eppure scoperte recenti sembrano suggerire agli scienziati che non ce n'è uno, ma almeno due fenomeni che causano l'acqua. Infatti, valutando il rapporto tra deuterio e idrogeno presente nella cometa di Halley grazie alle misurazioni della sonda Giotto e confrontando questo rapporto con quello misurato sulla Terra, gli astrofisici hanno osservato una differenza che li ha portati a pensare che l'acqua non fosse arrivata solo da impatti meteorici o cometari, come alcuni pensavano, ma che provenisse anche da un'altra fonte, sicuramente l'acqua del degassamento del globo . In effetti, hanno ottenuto un rapporto D / H di circa 3 × 10 −4 per le comete, contro 1,5 × 10 −4 negli oceani terrestri.

Ma comunque l'acqua, una volta arrivata sulla Terra, in forma gassosa o solida a seconda dei casi dichiarati, nell'ipotesi di meteoriti e comete è evaporata a causa delle condizioni di temperatura durante gli impatti; è stato poi trattenuto dall'atmosfera protettiva. Nell'ipotesi del degassamento, l'energia fornita dalla Terra ha causato un significativo vulcanismo che ha permesso all'acqua di fuoriuscire dal mantello terrestre . Quindi, al diminuire della temperatura, il vapore acqueo presente nell'atmosfera che ha creato uno spesso strato di nubi attorno al pianeta si è gradualmente condensato. Inoltre, per milioni di anni, un diluvio di piogge torrenziali, calde e acide, cadde sulla Terra, responsabili della comparsa degli oceani . Gran parte della CO 2"Initial" deve essere stato catturato nelle rocce, alterato dall'acidità dell'acqua, sotto forma dei primi carbonati . Quindi, il clima si è dovuto stabilizzare, questi oceani sono stati mantenuti e dopo la comparsa della vita, la fotosintesi ha contribuito alla diminuzione del livello di CO 2. La temperatura ha continuato a diminuire così che l'acqua sotto forma di ghiaccio è stata finalmente in grado di mantenersi sulla Terra. Così l'acqua era ora presente nei suoi tre stati.

Note e riferimenti

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Vedi anche

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