Riassunto:
Circa 4,5 miliardi di anni fa, la Terra e Marte nacquero insieme da nubi di gas e polvere in orbita attorno al giovane Sole. Tuttavia, un nuovo studio mostra che, sebbene i due pianeti vicini si siano formati nello stesso sistema solare, potrebbero aver sperimentato processi di crescita completamente diversi.
Questo studio condotto da un gruppo di ricerca dell'Università di Copenaghen in Danimarca ha proposto che la Terra e Marte non si siano formati attraverso la stessa proporzione di meccanismi di accumulo di materiale, ma si siano basati su diverse "ricette di materie prime" durante il processo di crescita del pianeta. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
Anders Johansen, uno dei leader dello studio e professore presso l'Istituto di studi globali dell'Università di Copenaghen, ha affermato che la scoperta più sorprendente è che la Terra e Marte sembrano aver adottato modalità di formazione diverse. Intuitivamente, due pianeti formati nello stesso sistema solare e in regioni adiacenti dovrebbero avere storie di crescita più simili.
Attualmente, la comunità scientifica planetaria ritiene generalmente che i pianeti rocciosi si formino principalmente in due modi. Uno è un processo chiamato "collisione di corpi planetari", in cui grandi oggetti rocciosi continuano a scontrarsi e a fondersi; l'altro è l'"accrescimento dei ciottoli", in cui oggetti più grandi continuano a catturare un gran numero di particelle più piccole e crescono gradualmente. Molti studi ritengono che la situazione reale possa essere il risultato di una combinazione di due meccanismi.
Una nuova ricerca supporta questo modello ibrido, ma suggerisce che la Terra e Marte si affidano in modo significativamente diverso ai due meccanismi.
Wang Haiyang, il primo autore dello studio e assistente professore presso l'Università di Copenaghen, ha affermato che i risultati della ricerca mostrano che almeno il 75% della massa terrestre proviene da due giovani protopianeti, e questi protopianeti crescono e crescono principalmente accumulando un gran numero di minuscole particelle "ciottoli". Le collisioni planetesimali contribuiscono per circa il 25% alla massa rimanente della Terra.
Al contrario, il percorso di formazione di Marte mostra quasi la tendenza opposta. Il gruppo di ricerca stima che circa il 75% della massa di Marte provenga dalla collisione e dalla fusione di corpi planetesimi, mentre il contributo dell'accrescimento dei ciottoli rappresenta solo circa un quarto.
Per ricostruire la storia della formazione miliardi di anni fa, il gruppo di ricerca non si è affidato alle tradizionali simulazioni astrodinamiche, ma ha cercato indizi nelle firme chimiche che la Terra e Marte conservano oggi.
I ricercatori si sono concentrati sull'analisi degli elementi volatili nella crosta e nel mantello dei due pianeti, tra cui sodio, zinco e potassio. Questi elementi evaporano facilmente alle alte temperature, quindi i loro livelli attuali riflettono la storia del riscaldamento e dell’evoluzione del pianeta durante la sua formazione.
Il team ha poi confrontato queste firme chimiche con simulazioni al computer per verificare se diversi modelli di formazione potessero riprodurre la distribuzione degli elementi osservati oggi.
Johnson ha affermato che questo lavoro è essenzialmente una "indagine investigativa cosmica" che abbraccia 4,5 miliardi di anni. Sebbene la maggior parte delle prove originali siano scomparse da tempo, la composizione chimica dei mantelli della Terra e di Marte conserva ancora tracce della loro formazione e può essere considerata come "impronte digitali" dei primi processi evolutivi.
I ricercatori hanno sottolineato che ci sono ancora alcune incertezze nel modello attuale, perché la comunità scientifica non conosce ancora la composizione precisa di tutti i materiali originali nelle prime fasi della formazione del sistema solare. Ma anche se testati con presupposti diversi, i risultati portano ripetutamente alla stessa conclusione: la Terra e Marte probabilmente hanno seguito percorsi di crescita diversi.
Il gruppo di ricerca ritiene che questa scoperta non solo aiuta a spiegare perché ci sono enormi differenze tra i pianeti nel sistema solare, ma può anche fornire un riferimento importante per lo studio dei pianeti rocciosi attorno ad altre stelle. Comprendendo come i diversi meccanismi di formazione modellano la struttura e la composizione planetaria, gli scienziati potrebbero essere in grado di determinare in futuro con maggiore precisione quali esopianeti hanno un potenziale evolutivo simile alla Terra e se hanno le condizioni per sostenere la vita.
Commenti