Gli scienziati dell'Università di Oxford hanno gettato nuova luce su come si è formata la Terra per la prima volta.

Sulla base delle osservazioni di stelle di nuova formazione, gli scienziati sanno che il sistema solare è iniziato come un disco di polvere e gas che circonda il sole che cresce al centro. Il gas si è condensato in solidi che si sono accumulati in corpi rocciosi più grandi come asteroidi e mini-pianeti. In un periodo di 100 milioni di anni questi mini-pianeti si sono scontrati tra loro e si sono gradualmente accumulati nei pianeti che vediamo oggi, compresa la Terra.

Sebbene sia ampiamente riconosciuto che la Terra si sia formata gradualmente, da corpi molto più piccoli, molti dei processi coinvolti nella formazione del nostro pianeta in crescita sono meno chiari. In un nuovo studio apparso sulla copertina dell'ultima edizione di Natura , ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Oxford districano alcuni di questi processi, rivelando che i mini-pianeti aggiunti alla Terra avevano precedentemente subito fusione ed evaporazione. Affrontano anche un altro enigma scientifico:l'esaurimento della Terra in molti elementi chimici economicamente importanti.

È risaputo che la Terra è fortemente impoverita, rispetto al sistema solare nel suo insieme, in quegli elementi che si sono condensati dal primo disco di gas a temperature inferiori a 1000°C (ad esempio, guida, zinco, rame, d'argento, bismuto, e stagno). La spiegazione convenzionale è che la Terra è cresciuta senza questi elementi volatili e che in seguito sono state aggiunte piccole quantità di un corpo di tipo asteroidale. Questa idea non può, però, spiegare l'"abbondanza eccessiva" di molti altri elementi - in particolare, indio, che è ora utilizzato nelle tecnologie dei semiconduttori, così come schermi di TV e computer.

Studente post-laurea Ashley Norris e Bernard Wood, Professore di Mineralogia presso il Dipartimento di Scienze della Terra di Oxford, si proponeva di scoprire le ragioni dietro il modello di esaurimento di questi elementi volatili sulla Terra e per la "sovraabbondanza" di indio. Hanno costruito una fornace in cui hanno controllato la temperatura e l'atmosfera per simulare il basso stato di ossidazione della primissima Terra e dei planetesimi. In una particolare serie di esperimenti hanno sciolto le rocce a 1300°C in condizioni povere di ossigeno e hanno determinato come i diversi elementi volatili fossero evaporati dalla lava fusa.

Durante gli esperimenti ciascuno degli elementi di interesse è evaporato in quantità diverse. I campioni di lava sono stati quindi rapidamente raffreddati e gli schemi di perdita degli elementi sono stati determinati mediante analisi chimiche. Le analisi hanno rivelato che le perdite relative (volatilità) misurate negli esperimenti di lava fusa concordano molto strettamente con il modello di esaurimento osservato nella Terra. In particolare, la volatilità dell'indio concorda esattamente con la sua abbondanza osservata nella Terra - la sua abbondanza, risulta non essere un'anomalia.

Il professor Bernard Wood ha dichiarato:"I nostri esperimenti indicano che il modello di esaurimento degli elementi volatili nella Terra è stato stabilito dalla reazione tra roccia fusa e un'atmosfera povera di ossigeno. Queste reazioni potrebbero essersi verificate sui planetesimi formatisi in anticipo che si sono accumulati sulla Terra o forse durante il gigantesco impatto che ha formato la luna e che si ritiene abbia causato lo scioglimento su larga scala del nostro pianeta.'

Avendo concentrato i loro esperimenti originali su 13 elementi chiave, il team sta esaminando come altri elementi, come cloro e iodio, comportarsi nelle stesse condizioni.

Ashley Norris ha dichiarato:"Il nostro lavoro mostra che l'interpretazione dei modelli di esaurimento volatile nei pianeti terrestri deve concentrarsi sulla misurazione sperimentale delle volatilità degli elementi".