(A) Inclusioni in un grano di calcite nel meteorite di Sutter's Mill riconosciuto dalla nanotomografia a raggi X. I fluidi non sono stati rilevati in inclusioni relativamente grandi poiché erano già sfuggiti. (B) Immagine TEM di una non inclusione riempita con fluido contenente CO2 (indicato dalla freccia). (C) H2O, CO2, e CO linee di neve e formazione del corpo genitore di Sutter's Mill. La regione di formazione può essere stimata dalla presenza del fluido portatore di CO2. Tasso di accrescimento nebulare, ?, corrisponde all'asse temporale dell'evoluzione del primo sistema solare. Credito:Dr. Akira Tsuchiyama della Ritsumeikan University
L'acqua è abbondante nel sistema solare. Anche oltre la Terra, gli scienziati hanno rilevato ghiaccio sulla luna, negli anelli di Saturno e nelle comete, acqua liquida su Marte e sotto la superficie della luna di Saturno Encelado, e tracce di vapore acqueo nell'atmosfera rovente di Venere. Gli studi hanno dimostrato che l'acqua ha svolto un ruolo importante nella prima evoluzione e formazione del sistema solare. Per saperne di più su questo ruolo, scienziati planetari hanno cercato prove di acqua liquida in materiali extraterrestri come meteoriti, la maggior parte dei quali proviene da asteroidi formatisi all'inizio della storia del sistema solare.
Gli scienziati hanno persino trovato l'acqua come idrossili e molecole nei meteoriti nel contesto dei minerali idrati, che sono fondamentalmente solidi con un po' di acqua ionica o molecolare incorporata al loro interno. Dott. Akira Tsuchiyama, Visiting Research Professor presso la Ritsumeikan University, dice, "Gli scienziati si aspettano inoltre che l'acqua liquida rimanga come inclusioni fluide nei minerali che precipitano nel fluido acquoso" (o, per dirla semplicemente, formate da gocce d'acqua che contenevano varie altre cose disciolte al loro interno). Gli scienziati hanno trovato tali inclusioni di acqua liquida all'interno di cristalli di sale situati all'interno di una classe di meteoriti noti come condriti ordinarie, che rappresentano la stragrande maggioranza di tutti i meteoriti trovati sulla Terra sebbene il sale in realtà abbia avuto origine da altri, oggetti genitori più primitivi.
Il prof. Tsuchiyama e i suoi colleghi volevano sapere se le inclusioni di acqua liquida sono presenti in una forma di carbonato di calcio noto come calcite all'interno di una classe di meteoriti noti come "condriti carboniose, " che provengono da asteroidi che si sono formati molto presto nella storia del sistema solare. Hanno quindi esaminato campioni del meteorite di Sutter's Mill, una condrite carboniosa originata da un asteroide formatosi 4,6 miliardi di anni fa. I risultati della loro indagine, guidato dal Prof. Tsuchiyama, compaiono in un articolo recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Progressi scientifici .
I ricercatori hanno utilizzato tecniche avanzate di microscopia per esaminare i frammenti di meteorite di Sutter's Mill, e hanno trovato un cristallo di calcite contenente un'inclusione fluida acquosa su scala nanometrica che contiene almeno il 15% di anidride carbonica. Questa scoperta conferma che i cristalli di calcite nelle antiche condriti carboniose possono effettivamente contenere non solo acqua liquida, ma anche anidride carbonica.
La presenza di inclusioni di acqua liquida all'interno del meteorite di Sutter's Mill ha interessanti implicazioni riguardo alle origini dell'asteroide genitore del meteorite e alla prima storia del sistema solare. Le inclusioni probabilmente si sono verificate a causa della formazione dell'asteroide genitore con pezzi di acqua ghiacciata e anidride carbonica al suo interno. Ciò richiederebbe che l'asteroide si sia formato in una parte del sistema solare abbastanza fredda da consentire il congelamento dell'acqua e dell'anidride carbonica, e queste condizioni collocherebbero il sito di formazione molto al di fuori dell'orbita terrestre, probabilmente oltre l'orbita di Giove. L'asteroide deve quindi essere stato trasportato nelle regioni interne del sistema solare dove i frammenti potrebbero successivamente scontrarsi con il pianeta Terra. Questa ipotesi è coerente con i recenti studi teorici sull'evoluzione del sistema solare che suggeriscono che gli asteroidi ricchi di piccoli, molecole volatili come acqua e anidride carbonica si sono formate oltre l'orbita di Giove prima di essere trasportate in aree più vicine al sole. La causa più probabile del trasporto dell'asteroide nel sistema solare interno sarebbero gli effetti gravitazionali del pianeta Giove e la sua migrazione.
In conclusione, la scoperta di inclusioni d'acqua all'interno di un meteorite di condrite carboniosa della prima storia del sistema solare è un risultato importante per la scienza planetaria. Il prof. Tsuchiyama osserva con orgoglio, "Questo risultato mostra che il nostro team potrebbe rilevare un minuscolo fluido intrappolato in un minerale 4,6 miliardi di anni fa".
Ottenendo istantanee chimiche del contenuto di un antico meteorite, il lavoro del suo team può fornire importanti spunti sui processi in atto nelle prime fasi della storia del sistema solare.
