Gli esperimenti che utilizzano un cannone a proiettile ad alta potenza mostrano come gli impatti di asteroidi ricchi di acqua possono fornire quantità sorprendenti di acqua ai corpi planetari. La ricerca, dagli scienziati della Brown University, potrebbe far luce su come l'acqua sia arrivata sulla Terra primordiale e contribuire a spiegare alcune tracce di acqua rilevata sulla Luna e altrove.

"L'origine e il trasporto di acqua e sostanze volatili è una delle grandi domande della scienza planetaria, " ha detto Terik Daly, un ricercatore post-dottorato presso la Johns Hopkins University che ha guidato la ricerca mentre completava il suo dottorato di ricerca. a Brown. "Questi esperimenti rivelano un meccanismo mediante il quale gli asteroidi potrebbero fornire acqua alle lune, pianeti e altri asteroidi. È un processo che è iniziato mentre il sistema solare si stava formando e continua a funzionare ancora oggi".

La ricerca è pubblicata su Progressi scientifici .

La fonte dell'acqua terrestre rimane un mistero. Si è pensato a lungo che i pianeti del sistema solare interno si formassero a secco e che l'acqua venisse rilasciata in seguito da impatti di comete ghiacciate. Mentre quell'idea rimane una possibilità, misurazioni isotopiche hanno mostrato che l'acqua della Terra è simile all'acqua contenuta negli asteroidi carboniosi. Ciò suggerisce che gli asteroidi potrebbero anche essere stati una fonte per l'acqua della Terra, ma come tale consegna potrebbe aver funzionato non è ben compreso.

"I modelli di impatto ci dicono che gli impattatori dovrebbero devolatilizzare completamente a molte delle velocità di impatto comuni nel sistema solare, il che significa che tutta l'acqua che contengono si dissolve nel calore dell'impatto, " disse Peter Schultz, co-autore dell'articolo e professore al Dipartimento della Terra di Brown, Scienze ambientali e planetarie. "Ma la natura tende ad essere più interessante dei nostri modelli, ecco perché dobbiamo fare esperimenti".

Per lo studio, Daly e Schultz usarono proiettili di dimensioni marmoree con una composizione simile alle condriti carboniose, meteoriti derivati ​​da antichi, asteroidi ricchi di acqua. Utilizzando il poligono di tiro verticale presso l'Ames Research Center della NASA, i proiettili sono stati fatti esplodere su un materiale bersaglio asciutto fatto di polvere di pomice a velocità di circa 5 chilometri al secondo (più di 11, 000 miglia orarie). I ricercatori hanno quindi analizzato i detriti post-impatto con un'armata di strumenti analitici, cercando segni di acqua intrappolata al suo interno.

Hanno scoperto che a velocità e angoli di impatto comuni in tutto il sistema solare, ben il 30 percento dell'acqua indigena nell'urto è rimasta intrappolata nei detriti post-impatto. La maggior parte di quell'acqua è rimasta intrappolata nella fusione da impatto, roccia che viene sciolta dal calore dell'impatto e poi si solidifica nuovamente raffreddandosi, e in brecce d'impatto, rocce costituite da un miscuglio di detriti da impatto saldati insieme dal calore dell'impatto.

La ricerca fornisce alcuni indizi sul meccanismo attraverso il quale l'acqua è stata trattenuta. Poiché parti del dispositivo di simulazione vengono distrutte dal calore della collisione, si forma un pennacchio di vapore che include l'acqua che si trovava all'interno dell'urto.

"L'impatto si scioglie e si formano brecce dentro quel pennacchio, " Schultz ha detto. "Quello che stiamo suggerendo è che il vapore acqueo venga ingerito nelle fusioni e nelle brecce mentre si formano. Quindi, anche se l'impattatore perde la sua acqua, parte di esso viene ripreso mentre la fusione si placa rapidamente."

I risultati potrebbero avere implicazioni significative per comprendere la presenza di acqua sulla Terra. Si pensa che gli asteroidi carboniosi siano alcuni dei primi oggetti del sistema solare, i massi primordiali da cui sono stati costruiti i pianeti. Mentre questi asteroidi ricchi di acqua si schiantavano contro la Terra ancora in formazione, è possibile che un processo simile a quello scoperto da Daly e Schultz abbia permesso di incorporare l'acqua nel processo di formazione del pianeta, dicono. Un tale processo potrebbe anche aiutare a spiegare la presenza di acqua all'interno del mantello lunare, poiché la ricerca ha suggerito che anche l'acqua lunare ha un'origine asteroide.

Il lavoro potrebbe anche spiegare la successiva attività dell'acqua nel sistema solare. L'acqua trovata sulla superficie lunare nei raggi del cratere Tycho potrebbe essere derivata dall'impattore Tycho, dice Schultz. L'acqua derivata da asteroidi potrebbe anche spiegare i depositi di ghiaccio rilevati nelle regioni polari di Mercurio.

"Il punto è che questo ci dà un meccanismo su come l'acqua può rimanere in giro dopo questi impatti di asteroidi, " Schultz ha detto. "E mostra perché gli esperimenti sono così importanti perché questo è qualcosa che i modelli hanno perso".