L’acqua copre più di 2/3 della superficie della Terra ma la sua vera origine rimane tuttora un mistero. Finora, gli scienziati hanno cercato di capire se l’acqua fosse già presente all’epoca in cui si formava il nostro pianeta o se, invece, fosse arrivata più tardi, magari trasportata da comete e meteoriti. Oggi, però, un gruppo di ricercatori dell’Università delle Hawaii (UH) a Manoa, guidati da Lydia Hallis, una cosmochimica presso l’Istituto di Astrobiologia della NASA della UH e Marie Curie Research Fellow all’Università di Glasgow in Scozia, ha esaminato le rocce dell’Isola di Baffin in Canada i cui dati suggeriscono che l’acqua era in parte presente sin dalle fasi primordiali della formazione della Terra. Lo studio, condotto grazie all’utilizzo di una avanzata microsonda ionica, è pubblicato su Science.
Immagine ottenuta con un microscopio elettronico a scansione di una picrite dell’Isola di Baffin, un tipo di roccia basaltica. Il minerale olivina, qui mostrato a sinistra nella figura A, ospita una serie di inclusioni fuse di vetro che contengono minuscole quantità di acqua la cui origine proviene dalle parti profonde del mantello terrestre (figura B). Credit: Lydia J. Hallis
La microsonda ha permesso ai ricercatori di concentrarsi su piccolissime “tasche” di vetro che si trovano all’interno di queste rocce e di rivelare le minuscole quantità di acqua in esse presenti. Per far questo, gli autori hanno analizzato il rapporto idrogeno/deuterio dell’acqua che ha di fatto fornito preziosi indizi sulla sua origine. Sappiamo che l’idrogeno ha numero di massa atomica pari a uno mentre il deuterio, un isotopo dell’idrogeno che combinato con l’ossigeno dà vita all’“acqua pesante”, ha numero di massa atomica due. Inoltre, è noto che l’acqua presente in diversi corpi celesti di origine planetaria ha rapporti idrogeno/deuterio ben distinti.
La sofisticata microsonda ionica Cameca 1280 ims, ospitata all’Università delle Hawaii, utilizzata per misurare la composizione dei campioni di roccia provenienti dall’Isola di Baffin e dall’Islanda. Lo strumento è in grado di analizzare le inclusioni fuse nell’olivina presente nelle rocce che hanno un diametro inferiore a 1/10 delle dimensioni di un capello umano. Credit: Gary R. Huss
“Le rocce dell’isola di Baffin sono state raccolte nel 1985 e gli scienziati hanno avuto molto tempo per analizzarle nel corso degli anni”, spiega Hallis. I risultati di queste ricerche indicano che esse contengono una componente della parte profonda del mantello terrestre. Nel corso del loro spostamento verso la superficie, queste rocce non vengono mai influenzate dai processi di sedimentazione causati dalle rocce della crosta terrestre e studi precedenti hanno già dimostrato che la loro regione di provenienza è rimasta “intatta” sin dall’epoca della formazione del pianeta. In altre parole, abbiamo a che fare con alcune delle rocce più antiche che siano mai state trovate sulla superficie della Terra e perciò l’acqua che esse contengono fornisce un indizio di inestimabile valore scientifico che apre una nuova finestra sulla storia primordiale del nostro pianeta e quindi sull’origine dell’acqua.
Una recente eruzione del grande bacino lavico Holuhraun in Islanda. Si ritiene che una percentuale di acqua che viene rilasciata durante l’eruzione sotto forma di vapor acqueo sia direttamente correlata ai pennacchi che risalgono dal mantello islandese. Gli autori hanno studiato oltre alle rocce islandesi anche quelle canadesi dove i pennacchi di acqua sono rimasti intrappolati nella roccia anzichè essere diffusi nell’atmosfera. Credit: Magnús Tumi Guðmundsson
“Abbiamo scoperto che l’acqua contiene pochissimo deuterio”, continua Hallis, “una chiara evidenza che scarta l’ipotesi secondo cui essa venne trasportata dallo spazio sulla Terra. Molto probabilmente, le molecole di acqua furono già presenti nella polvere che costituiva il disco protoplanetario che circondava il Sole prima che si formassero i pianeti. Nel corso del tempo, questa polvere ricca di acqua si aggregò lentamente per formare il nostro pianeta. Anche se una buona parte dell’acqua sarebbe stata successivamente persa per evaporazione a causa del calore generato dal processo di formazione della Terra, ne sopravvisse comunque una quantità sufficiente per dar vita al “mondo d’acqua” che è diventato quello che ora conosciamo.
“Si tratta di una scoperta straordinaria”, conlcude Hallis, “una di quelle che non si poteva nemmeno immaginare qualche anno fa perchè non avevamo una tecnologia adeguata. Non vediamo l’ora di proseguire in questo affascinante campo della ricerca”.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo su Science: L.J. Hallis et al. 2015 – Evidence for primordial water in Earth’s deep mantle