Collisioni planetarie - C'è una Terra antica all'interno del nostro pianeta?

Un gruppo di scienziati di Harvard potrebbe aver trovato le tracce di un pezzo di un'antica Terra all'interno del mantello del nostro pianeta.

Uno studio (Giugno 2014 - NdC) presentato alla conferenza Goldschmidt a Sacramento, in California, sostiene che l'inspiegabile rapporto isotopico effettuato in precedenza dalle profondità della Terra potrebbe essere un "echo" dell'antica Terra che esisteva prima della collisione con un altro corpo celeste, provocando probabilmente la formazione della Luna 4,5 miliardi di anni fa.

Secondo lo studio gli autori, il rapporto potrebbe essere un segnale da un materiale che esisteva prima del momento della collisione.

Gli scienziati dell'Università di Harvard, guidati dal Professor Ordinario Sujoy Mukhopadhyay, credono che soltanto una porzione della Terra si sia fusa dopo l'impatto e che nelle profondità del mantello del nostro pianeta esista ancora una parte della antica terra.

Gli scienziati hanno studiato il rapporto isotopico dei gas nobili dalle profondità del mantello terrestre rispetto al rapporto isotopico del gas che hanno trovato vicino alla superficie. Hanno scoperto che il rapporto tra He3 a Ne22 degli strati superficiali del mantello è molto superiore a quello relativo ai suoi strati più profondi...

Anche l'analisi dei rapporti Xenon-129 e Xenon-130 conferma l'ipotesi suggerita dai ricercatori. Il materiale che è stato restituito in superficie dal mantello profondo ha un rapporto inferiore a quello che si trova di solito vicino alla superficie.

Dal momento che lo Xenon-129 è prodotto dal decadimento radioattivo dello iodio-129, questi isotopi indicano che la parte antica del mantello si è formata nel corso dei primi 100 milioni di anni di evoluzione della Terra.

Gli scienziati ritengono che questa teoria spiega le differenze tra i rapporti isotopici dei gas nobili in diverse parti della Terra.

Come ha dichiarato il professor Mukhopadhyay: "La geochimica indica che ci sono differenze tra i rapporti isotopici dei gas nobili in diverse parti della Terra, e queste differenze vanno spiegate.
L'idea di una collisione molto dirompente della Terra con un altro corpo di dimensioni planetarie, il più grande evento nella storia geologica della Terra, che non ha completamente sciolto e omogeneizzato la Terra mette in dubbio alcune delle nostre nozioni sulla formazione dei pianeti e le dinamiche di impatti colossali. Se la teoria sarò dimostrata corretta, stiamo quindi osservando gli echi dell'antica Terra, da un tempo prima della collisione ".

Tradotto da Catherine
Fonte originale: themindunleashed.

All'interno della Terra ci sarebbero oasi d'acqua la cui estensione totale potrebbe essere pari a 10 volte quella dell'oceano Pacifico, che copre 1/5 della superficie del pianeta. A stimarlo un team di ricercatori, di cui fa parte anche Fabrizio Nestola dell'Università di Padova, che hanno pubblicato su Nature uno studio che apre nuovi scenari sull'evoluzione del magmatismo terrestre e della tettonica delle placche.
Il lavoro dei ricercatori parte dall'olivina, un minerale che costituisce il 60% dell'interno della Terra, dalla superficie fino ai 410 chilometri. E che, con l'aumento di pressione e temperatura si trasforma in minerali con la stessa formula ma una differente disposizione spaziale dei suoi atomi, diventando prima wadsleyite e ringwoodite, che si dovrebbero trovare tra mantello superiore e mantello inferiore cioè in quella zona detta di transizione tra i 410 e i 660 chilometri di profondità.
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Il team di ricerca ha individuato per la prima volta un campione di ringwoodite terrestre ancora incapsulato all'interno di un diamante trovato in un giacimento brasiliano del distretto di Juina e tale campione contiene circa l'1,4% di acqua. "La scoperta - spiega Nestola - non solo permette finalmente di spiegare le anomalie osservate tramite tomografia sismica profonda, ma apre uno scenario completamente nuovo sull'interno del nostro pianeta.

Infatti, l'1,4% di acqua nella ringwoodite permette di stimare un contenuto medio dell'1% di acqua nella zona di transizione.
Tale percentuale corrisponde a uno spessore di acqua liquida di circa 8 km sull'intera superficie terrestre. Considerando che l'Oceano Pacifico copre circa un quinto di tutta la superficie terrestre ed è profondo in media 4,2 km, per confronto, è come se avessimo ben "nascosta" all'interno della Terra una quantità di acqua pari a circa 10 oceani profondi come il Pacifico".
(Tratto da: www.repubblica.it/scienze)

Si pensa che parte dell'acqua presente sulla Terra sia arrivata dallo spazio grazie alle comete

Già nel XVII Edmund Halley (lo scopritore della famosa cometa che porta il suo nome) aveva calcolato che era probabile che fossero avvenute numerose collisioni tra comete e la Terra. Si è poi stabilito che le comete sono costituite in buona parte da ghiaccio, da cui l'idea che l'acqua terrestre derivi da collisioni cometarie. C. Chyba della Cornell Univesity, basandosi sull'osservazione dei crateri d'impatto della Luna, calcolato che, se il 10% della massa dei corpi caduti sulla proto-terra tra 4,5 e 3,8 miliardi di anni fa fosse stato rappresentato da comete, la Terra avrebbe acquistato una massa d'acqua equivalente a quella degli odierni oceani. Da questo punto di vista l'ipotesi cometaria è quindi plausibile.

C'è però un obiezione: è stato possibile misurare il rapporto isotopico tra deuterio ed idrogeno dell'acqua di alcune comete e questo è risultato essere diverso (circa il doppio) di quello degli oceani terrestri. L'implicazione è che non più del 20% dell'acqua terrestre provenga dalle comete. 

Un'ipotesi alternativa afferma che molti planetesimi contenevano nelle strutture dei minerali che li componevano composti di idrogeno, ossigeno, carbonio ed azoto, che, se liberati, potevano dare origine, oltre all'acqua, anche a biossido di carbonio, metano, ammoniaca... Ma quanta acqua era contenuta negli antichi planetesimi che si aggregavano per formare il nostro pianeta? Molte meteoriti hanno contenuti notevoli di acqua (da 0,1% A 1%); possiamo ipotizzare che molti tra i planetesimi contenessero valori simili.
(Continua qui: archive.oapd.inaf.it)

Quindi l'acqua potrebbe anche avere un'altra origine? Forse non arriverebbe soltanto dalle comete, appunto, ma dalla collisione con un corpo di dimensioni planetarie ...

Theia, circa 4,5 miliardi di anni fa (50 milioni di anni dopo la formazione del sistema Solare), è venuto a trovarsi in prossimità del nostro pianeta, all’epoca di dimensioni maggiori alle attuali, e ne è stato attratto. Il suo moto è diventato irregolare ed ha finito per scontrarsi con la Terra scagliando nello spazio una grande quantità di detriti che hanno poi formato la Luna (nell’immagine animata una simulazione di come potrebbe essersi verificato lo scontro).

L’impatto è avvenuto quando i due corpi erano ancora nello stadio di protopianeti (corpi in cui non si erano ancora differenziati nucleo, mantello e crosta). In passato si pensava che, in seguito alla collisione, sulla Terra si sarebbe formato un unico immenso oceano di magma fuso che avrebbe rimescolato il materiale rendendo impossibile distinguere nelle le sostanze provenienti dalla Terra primordiale e quelle provenienti da Theia.

Secondo la ricerca condotta dall’università di Harvard, invece, l’energia sviluppata dalla collisione si concentrò nell’emisfero in cui avvenne l’impatto vaporizzandolo in gran parte, mentre l’emisfero opposto, nonostante l’aumento di temperatura, non si sarebbe fuso. Il diverso comportamento portò ad una eterogeneità chimica rimasta fino ad oggi.

E, come previsto da questa teoria, il confronto eseguito dal team tra i gas nobili provenienti al mantello profondo della Terra e quelli presenti nelle rocce superficiali ha messo in evidenza alcune differenze (nella composizione isotopica), dovute alla presenza di materiale di diversa origine.
(Tratto da: blog.zonageografia.scuola.com)

Di conseguenza se l'acqua della Terra e della Luna avessero un’origine comune sarebbe un indizio supplementare a favore della teoria dell'antica collisione ..

Alcuni ricercatori hanno spiegato all’inizio di questo mese in occasione della conferenza Lunar and Planetary Science a Houston che, se confermato, il potenziale collegamento Luna-Terra riguardo la presenza di acqua potrebbe dare maggiore credito alla teoria che sostiene che il materiale della Luna provenga dalla proto-Terra, e che l’acqua in questo materiale sia sopravvissuta al gigantesco impatto che si pensa abbia formato il grande satellite naturale della Terra.
(leggere qui: www.astrocupola.it)