Illustrazione artistica di un grave polverone sulla Terra primitiva SwRI/Marchi All'inizio della storia della Terra, una violenta collisione con un altro corpo planetario ha creato un enorme casino, ma solo quanto di un pasticcio è stato discusso. Quello che sappiamo, però, è che questa collisione catastrofica ha creato la luna e molti detriti che hanno formato un disco che comprende il pianeta.
Ora, in uno studio del dicembre 2017 pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, i ricercatori hanno simulato questo antico scontro per capire quanti detriti del disco sono piovuti sulla superficie terrestre come planetesimi, o piccolo, oggetti celesti che costruiscono pianeti. Questo periodo di detriti del disco che colpiscono il pianeta è noto come "accrescimento tardivo". Ciò che hanno scoperto si aggiunge alla nostra comprensione di come si è formata la Terra primitiva e può avere implicazioni su come la vita è emersa dal nostro giovane pianeta fuso e martoriato.
Durante l'accrescimento tardivo, pezzi di detriti di dimensioni planetarie differenziate con nuclei metallici hanno bombardato la superficie terrestre. Questi oggetti si sono solidificati dai detriti della collisione che ha formato la luna e quindi contenevano un mix di materiali, inclusi elementi rari come l'oro, platino e iridio. Questi cosiddetti "elementi siderofili" (elementi pesanti che si mescolano facilmente con il ferro) sono stati integrati nel mantello del nostro pianeta. Il fatto che troviamo questi elementi vicino alla superficie terrestre è una prova chiave che si è verificato un accrescimento tardivo. Gli scienziati avevano pensato che la Terra avesse guadagnato circa lo 0,5 percento della sua massa totale durante questo periodo.
Quanta confusione lasciano le collisioni planetarie come quella nella foto nello spazio? E qual è il destino ultimo di quei detriti? NASA/JPL-Caltech "Dopo la formazione della luna, la Terra era completamente fusa per un po', ed è molto probabile che questi elementi fossero segregati nel nucleo della Terra, "dice Simone Marchi, del Southwest Research Institute (SwRI), che ha condotto lo studio. "Così, sotto questa ipotesi, non dovrebbe esserci oro, platino e altri elementi lasciati nel mantello o nella crosta terrestre, ma il fatto stesso che vediamo una quantità significativa di questi elementi, ciò implicherebbe che sono stati consegnati alla Terra tramite planetesimi."
Dopo aver effettuato simulazioni al computer su elementi siderofili che permeano l'interno di una giovane Terra, Il team di Marchi ha scoperto che anche i materiali forniti dai planetesimi sarebbero stati assimilati nel nucleo del nostro pianeta nel tempo, rimuovendoli dagli strati superiori della Terra. Le simulazioni prevedono anche che quantità sostanziali di questi planetesimi sarebbero state lanciate nello spazio dopo la collisione che ha formato la luna, impedendo così loro di ricadere sulla superficie terrestre.
Allora come possiamo spiegare l'abbondanza di questi rari elementi che sono chiaramente presenti oggi sulla superficie terrestre? Per scoprirlo, i ricercatori hanno esaminato più da vicino il processo di consegna di queste grandi collisioni e hanno monitorato il destino dei materiali dell'impattore per vedere come si sono mischiati nel mantello.
"Ci siamo poi resi conto che per poter spiegare la quantità di questi elementi che vediamo nel mantello, avevamo bisogno di aumentare la massa totale accresciuta dalla Terra tra un fattore due e cinque, "Spiega Marchi.
In altre parole, le stime precedenti della quantità di materiale consegnato alla Terra tramite accrescimento tardivo sono troppo basse. Per spiegare le abbondanze di elementi rari in o vicino alla superficie, tra l'1 e il 2,5 percento della massa terrestre deve essere stata consegnata dai planetesimi dopo la collisione che ha formato la luna.
"In seguito alla formazione della luna causata da una massiccia collisione, sembra che ci sia stato un lungo periodo di bombardamento della Terra primitiva, " dice Marchi. Sebbene questo fosse generalmente inteso come il caso prima di questa ricerca, " quello che stiamo dicendo ora è che è necessario avere un [tasso di] bombardamento molto più alto per spiegare la quantità di questi elementi".
Marchi fornisce un altro modo di pensare a questo tasso di bombardamento molto più alto durante il periodo di accrescimento tardivo.
"Se dovessi diffondere quella massa come uno strato sulla superficie della Terra, otterresti uno strato dell'ordine di decine di chilometri, » dice Marchi. «A questo proposito, hai anche un'idea visiva che la consegna di questa massa è potenzialmente molto importante per la superficie."
Queste collisioni avrebbero avuto un impatto tremendo sulla superficie terrestre, la chimica dell'atmosfera primordiale e potrebbe aver avuto anche un ruolo significativo da svolgere nella biologia primitiva. Dopotutto, il record più antico per l'origine della vita è di circa 4 miliardi di anni fa, ed è stato all'incirca nel periodo in cui queste collisioni hanno avuto luogo.
"Questo è importante in quanto implicherebbe che queste collisioni erano davvero importanti nella prima evoluzione della Terra, " conclude. "Erano un motore primario, per così dire, che influenzerebbe il funzionamento della superficie della Terra. Questo ha enormi implicazioni per i primi anni di vita sulla Terra".
Ora è interessanteTheia è il nome dell'altro corpo planetario che si è schiantato sulla Terra, con conseguente eventuale formazione della luna, secondo l'ipotesi dell'impatto gigante. Nella mitologia greca, la dea Titana Theia era associata ai metalli lucenti, tra l'altro, che si adatta a ciò di cui abbiamo appena parlato.
