Lo zolfo è stato fondamentale per la prima acqua sulla Terra

Un elemento chimico che non è presente nemmeno nell’H2O – lo zolfo – è la ragione per cui la Terra ha avuto l’acqua per la prima volta, secondo un nuovo studio, rafforzando un’affermazione simile fatta un anno fa. La scoperta significa che il nostro pianeta è nato con tutto ciò di cui aveva bisogno per creare la propria acqua e quindi non ha dovuto riceverla da altrove.

L'acqua è essenziale per la vita terrestre, ma la Terra si è formata in una regione attorno al sole appena nato che era così calda che il pianeta avrebbe dovuto essere secco (SN: 6/5/15). Ora due studi indipendenti su un tipo specifico di meteorite giungono alla stessa conclusione: molto idrogeno – un componente chiave dell’acqua – è arrivato sulla Terra non come H2O ma invece legato allo zolfo. Ciò ha permesso all’idrogeno di sopravvivere al calore e successivamente di unirsi all’ossigeno, l’elemento più comune nella crosta terrestre, per creare acqua.

“Questi due articoli si rafforzano enormemente a vicenda, e penso che la loro storia stia diventando davvero avvincente”, afferma Alessandro Morbidelli, scienziato planetario presso l’Osservatorio della Costa Azzurra a Nizza, in Francia, che non faceva parte di nessuno dei due gruppi di ricerca.

I quattro pianeti più vicini al Sole – Mercurio, Venere, Terra e Marte – si sono formati tutti nella parte interna della nebulosa solare, il disco di gas e polvere che ruotava attorno al sole appena nato. La regione interna della nebulosa solare era così densa che l’attrito la riscaldò enormemente, seccandola. Molti ricercatori hanno quindi proposto che la Terra abbia ottenuto la sua acqua solo dopo che asteroidi e comete carichi di ghiaccio, nati lontano dal sole, hanno colpito la Terra.

Nel 2020, tuttavia, i ricercatori hanno riportato una sorpresa: l’idrogeno esiste in rari meteoriti noti come condriti enstatiti, che assomigliano ai mattoni del nostro pianeta (SN: 27/8/20). La scoperta suggerisce che gli elementi costitutivi della Terra possedessero molto idrogeno fin dall’inizio, hanno scoperto la cosmochimica Laurette Piani dell’Università della Lorena a Vandœuver-lès-Nancy, in Francia, e i suoi colleghi.

Ma alcuni scienziati dubitavano del risultato. Temevano che l'acqua sulla Terra odierna avesse contaminato i meteoriti con l'idrogeno.

L'anno scorso, i ricercatori francesi hanno riferito che l'idrogeno nelle condriti enstatiti è legato allo zolfo. Ora un altro team ha scoperto che la maggior parte dell'idrogeno è racchiuso all'interno della pirrotite, un minerale di solfuro di ferro color bronzo, riferiscono Thomas Barrett dell'Università di Oxford e i suoi colleghi in un articolo presentato ad arXiv.org il 19 giugno.

"Le loro argomentazioni sulla caratterizzazione spettroscopica di dove l'idrogeno vive nella roccia sono buone", dice il cosmochimico dell'UCLA Edward Young dell'ultimo lavoro. Ciò significa che l’idrogeno è originario del meteorite e non è il risultato di una contaminazione terrestre.

Morbidelli è d'accordo. "Ciò spiega perché le condriti enstatiti contengono idrogeno", afferma, definendo le scoperte degli ultimi quattro anni un cambiamento di paradigma. “Non accumuli acqua. L’idrogeno e l’ossigeno si accumulano separatamente in diversi minerali e poi si combinano tra loro”.

È facile da fare perché la Terra primordiale era calda e fusa, ricoperta da un oceano di magma. "Puoi pensare a un oceano di magma come a una grande palla di ossigeno caldo", dice Young, perché l'ossigeno supera in numero tutti gli altri elementi della crosta messi insieme. Basta aggiungere l’idrogeno dai mattoni della Terra e hai H2O.

Ma Young si chiede se i mattoni della Terra abbiano effettivamente fornito la maggior parte dell’idrogeno presente nell’acqua del nostro pianeta. Pensa che anche l’idrogeno provenisse direttamente dalla nebulosa solare, che consisteva principalmente di idrogeno molecolare, o gas H2. E ancora più idrogeno, sotto forma di acqua, arrivò quando oggetti ghiacciati colpirono la Terra.

"Dal punto di vista esobiologico, questo studio sull'origine dell'acqua dalle condriti enstatiti è davvero importante", afferma Morbidelli. Lo zolfo è comune – il decimo elemento più abbondante nel cosmo – quindi anche nei sistemi solari privi di asteroidi e comete ghiacciati, i pianeti rocciosi dovrebbero essere in grado di acquisire idrogeno e trasformarlo in acqua, ponendo le basi per il possibile sviluppo della vita su questi pianeti. mondi.