17 meteoriti marziane svelano l’origine della Terra

La Terra si è formata dove è ora, a circa 150 milioni chilometri dal Sole, o è arrivata dalle regioni più esterne del Sistema solare, oltre Giove? A livello teorico, entrambe le ipotesi sono plausibili, ma ora uno studio pubblicato su Science Report sposta l’ago della bilancia verso la prima opzione: l’analisi di 17 meteoriti marziane dimostrerebbe l’origine “autoctona” del nostro pianeta.

Due ipotesi per l’origine della Terra

La formazione del nostro Sistema solare è tra le questioni irrisolte dell’astronomia. A livello teorico le possibilità sono due: la prima è che la Terra (e tutti i pianeti rocciosi, detti anche “terrestri”) si sia formata nel Sistema solare interno per via di collisioni multiple tra embrioni planetari di dimensioni simili alla Luna e non più grandi di Marte, e che solo una piccola frazione del suo contenuto provenga dal Sistema solare esterno. La seconda possibilità è che i pianeti si siano formati nel Sistema solare esterno mediante accrescimento di piccoli frammenti di materia (in inglese pebble) e che in un secondo momento siano migrati verso il Sole.

L’unico modo che hanno gli scienziati per dirimere la questione è analizzare la composizione chimica della Terra e degli altri pianeti rocciosi per confrontarla con quella delle meteoriti che provengono da diverse zone del Sistema solare. In particolare, la composizione isotopica consente di distinguere le meteoriti carbonacee da quelle non carbonacee, che si ritiene provengano, rispettivamente, dal Sistema solare esterno e da quello esterno.

Cosa raccontano le 17 meteoriti marziane

“L’idea era quella di confrontare la composizione della Terra e quella delle meteoriti, focalizzandosi sul maggior numero di isotopi possibile”, spiega a Galileo Alessandro Morbidelli, astronomo all’Observatoire de la Côte d’Azur a Nizza e coautore dello studio.

“Alcuni lavori precedenti avevano considerato solo gli isotopi di Calcio, Titanio, Ferro”, osserva l’astronomo, “ e per questi elementi le proprietà isotopiche della Terra sono intermedie fra quelle delle meteoriti provenienti dall’interno e quelle delle meteoriti provenienti dal Sistema solare esterno”. Gli autori di questi studi avevano quindi concluso che la Terra ha cominciato la sua formazione incorporando materiali del Sistema interno per poi catturare polveri provenienti dalla periferia del Sistema, accrescendo così di circa metà la sua massa.

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Uno strano meteorite dagli albori del Sistema solare

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Per il nuovo studio sono stati esaminate 17 meteoriti provenienti da regioni distinte del mantello marziano e risalenti al processo di differenziazione di un oceano di magma. In questo campione, il più grande considerato finora, i ricercatori hanno potuto valutare uno spettro di isotopi molto più completo rispetto alle analisi precedenti.

“Considerando gli isotopi di altri elementi”, spiega Morbidelli, “noi abbiamo dimostrato che la Terra non ha affatto proprietà intermedie fra questi due tipi di meteoriti. Per alcuni elementi, la Terra ha proprietà isotopiche estreme, cioè diverse da quelle di tutte le meteoriti. Ciò indica che la frazione della massa terrestre derivante dal Sistema solare esterno è minima, non eccede il 10% ed è più probabilmente solo il 4%”.

Serve un nuovo modello per la formazione dei pianeti rocciosi

Una frazione così bassa di materiale del Sistema solare esterno – osserva il ricercatore – è senza dubbio coerente con la crescita collisionale dagli embrioni del Sistema solare interno e confuta l’ipotesi di accrescimento di piccoli ciottoli nel Sistema solare esterno e successiva migrazione nella attuale posizione.

“In laboratorio abbiamo analizzato praticamente tutti gli isotopi misurabili”, dice Morbidelli, “ora procederemo con l’elaborazione teorica: dobbiamo costruire un modello dinamico di formazione dei pianeti che riproduca le proprietà isotopiche osservate”.