“L’acqua ci circonda, cade dal cielo, scorre sul letto dei fiumi, sgorga dai rubinetti, eppure molti di noi non si sono mai chiesti da dove viene. La risposta è complicata e va ben oltre una marea in arrivo o una nuvola carica di pioggia e risale fino alle origini stesse dell’universo.
Poco dopo il big bang, protoni, neutroni ed elettroni sciamarono in un calore di 10 miliardi di gradi. In pochi minuti, l’idrogeno e poi l’elio, conosciuti come gli elementi più leggeri, avevano preso forma da questi mattoni atomici in un processo chiamato nucleosintesi. (Gli elementi più pesanti non apparvero fino a molto più tardi, quando gli elementi più leggeri subirono la fusione all’interno delle stelle e durante le supernove. Nel corso del tempo, le stelle hanno inviato un’onda dopo l’altra di questi elementi più pesanti, compreso l’ossigeno, nello spazio dove si sono mescolati con gli elementi più leggeri.
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Ovviamente, la formazione di molecole di idrogeno e ossigeno e la successiva formazione dell’acqua sono due cose diverse. Questo perché anche quando le molecole di idrogeno e ossigeno si mescolano, hanno ancora bisogno di una scintilla di energia per formare l’acqua. Il processo è violento, e finora nessuno ha trovato un modo per creare acqua sulla Terra in modo sicuro.
Come ha fatto il nostro pianeta ad essere coperto di oceani, laghi e fiumi? La risposta semplice è che ancora non lo sappiamo, ma abbiamo delle idee. Una proposta afferma che, quasi 4 miliardi di anni fa, milioni di asteroidi e comete hanno sbattuto sulla superficie della Terra. Una rapida occhiata alla superficie della luna, piena di crateri, ci dà un’idea di come fossero le condizioni. La proposta è che queste non erano rocce normali, ma piuttosto l’equivalente di spugne cosmiche, cariche di acqua che è stata rilasciata all’impatto.
Mentre gli astronomi hanno confermato che asteroidi e comete contengono acqua, alcuni scienziati pensano che la teoria non lo faccia. Mettono in dubbio che ci siano state abbastanza collisioni per giustificare tutta l’acqua presente negli oceani della Terra. Inoltre, i ricercatori del California Institute of Technology hanno scoperto che l’acqua della cometa Hale-Bopp contiene molta più acqua pesante (nota come HDO, con un atomo di idrogeno, uno di deuterio e uno di ossigeno) rispetto agli oceani della Terra, il che significa che o le comete e gli asteroidi che hanno colpito la Terra erano molto diversi da Hale-Bopp, o la Terra ha ottenuto la sua acqua normale (nota come H20, due atomi di idrogeno e uno di ossigeno) in qualche altro modo.
Di recente, gli astronomi potrebbero aver rivelato che la prima potrebbe essere vera. Utilizzando le osservazioni dello Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) – un aereo 747 convertito che vola ad alta quota con un telescopio a infrarossi di 2,7 metri (106 pollici) che sporge dalla sezione di coda – hanno scoperto che quando la cometa Wirtanen ha fatto il suo approccio più vicino alla Terra nel dicembre 2018, stava sfogando molto vapore acqueo “oceanico” nello spazio.
Wirtanen appartiene a una famiglia specifica di comete chiamate “comete iperattive” che sfogano più vapore acqueo nello spazio rispetto alle altre. I ricercatori lo hanno dedotto confrontando il rapporto tra H2O e HDO osservato. Gli oceani della Terra hanno un rapporto D/H (rapporto deuterio/idrogeno) molto specifico, e sembra che Wirtanen condivida lo stesso rapporto. Poiché osservare le lunghezze d’onda infrarosse da terra è impossibile (l’atmosfera terrestre blocca queste lunghezze d’onda), solo i telescopi spaziali e SOFIA (che vola sopra la maggior parte dell’atmosfera) possono fare osservazioni affidabili delle comete.
Un’altra proposta afferma che una giovane Terra fu bombardata da ossigeno e altri elementi pesanti prodotti all’interno del sole. L’ossigeno si è combinato con l’idrogeno e altri gas rilasciati dalla Terra in un processo noto come degassificazione, formando gli oceani e l’atmosfera della Terra lungo la strada.
Un team di scienziati del Tokyo Institute of Technology giapponese ha ideato un’altra teoria, secondo la quale uno spesso strato di idrogeno potrebbe aver ricoperto la superficie terrestre, interagendo alla fine con gli ossidi nella crosta per formare gli oceani del nostro pianeta.
Infine, simulazioni al computer riportate nel 2017 hanno suggerito un’origine più vicina per almeno una parte dell’acqua sul nostro pianeta. L’idea è che l’acqua potrebbe svilupparsi in profondità nel mantello terrestre e alla fine fuoriuscire attraverso i terremoti.
E così, mentre non possiamo dire con certezza come l’acqua sia arrivata sulla Terra, possiamo dire che siamo fortunati che sia successo.
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