Gli elementi "volatili" nel sistema solare interno hanno diverse origini

Ripubblicato da Platone

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Pianeti rocciosi — Mistero volatile: i pianeti rocciosi Mercurio, Venere, Terra e Marte. (Per gentile concessione: NASA)

Gli scienziati planetari in Francia hanno esaminato e analizzato recenti ricerche sulle origini degli elementi "volatili" nel sistema solare interno e hanno concluso che questi elementi hanno diverse origini. Sottolineano che i meccanismi coinvolti nella consegna di sostanze volatili a pianeti rocciosi come la Terra probabilmente svolgono un ruolo cruciale nell'abitabilità di un pianeta. Di conseguenza, una migliore comprensione delle origini dei volatili nel sistema solare interno potrebbe informare la nostra ricerca della vita su altri pianeti.

Oggi la Terra ha un'abbondanza di elementi volatili idrogeno, azoto, carbonio e ossigeno, che sono tutti cruciali per la vita così come la conosciamo. Gli scienziati planetari, tuttavia, non capiscono perché questi elementi siano così comuni sulla Terra e su altri pianeti rocciosi. Gli scienziati ritengono che il sistema solare sia stato formato da una nebulosa protosolare (PSN) di gas e un po' di polvere. Il PSN si è poi condensato per formare il Sole, i pianeti, gli asteroidi e le comete. Il problema è che la composizione elementare e isotopica dei volatili nel sistema solare interno non corrisponde a quella prevista per il PSN. Ciò suggerisce che questi elementi non provenissero direttamente dal PSN ma fossero invece forniti da processi più complicati.

Tre processi di consegna

Nella loro recente ricerca, Michael Broadley e colleghi del Università di Lorena sembravano tre processi separati che avrebbero potuto essere coinvolti nella consegna di sostanze volatili al sistema solare interno. Innanzitutto, osservano come i volatili vengono incorporati nei solidi che si sono formati all'inizio del PSN. Quindi, hanno esaminato come questi solidi volatili fossero distribuiti all'interno del PSN. Infine, il team ha considerato come questi solidi si sarebbero accumulati per formare i pianeti rocciosi.

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Una parte importante del loro lavoro è un'analisi delle distribuzioni volatili è il ruolo delle "condriti", corpi solidi che contengono una grande percentuale degli elementi volatili del sistema solare. Le condriti possono essere costituite dal minerale enstatite, possono avere una composizione più carboniosa, essere corpi pietrosi "ordinari" o essere simili a comete con una composizione prevalentemente ghiacciata. Le comete contengono più acqua e carbonio di qualsiasi altro tipo di condrite, quindi da ciò possiamo concludere che i volatili non sono distribuiti uniformemente in tutto il sistema solare.

Nella loro revisione, Broadley e colleghi stabiliscono che i volatili sono presenti nelle condriti e nelle comete, contenuti all'interno delle strutture su microscala dei composti organici a base di carbonio e dei silicati idrati contenenti acqua. Gli autori confermano la presenza di volatili in questi corpi celesti attraverso l'analisi delle firme isotopiche nei loro composti organici e silicati residenti. Dato che alcuni isotopi possono essere trovati nei materiali extraterrestri primitivi di alcuni oggetti spaziali e non in altri, è possibile determinare quali oggetti contengono gli stessi volatili che si sono formati dal PSN. Questa firma radioattiva di volatili è inequivocabilmente distinta dalla composizione del PSN, che è noto per aver formato i pianeti terrestri. Ciò significa che i volatili provengono da un serbatoio cosmochimico diverso rispetto ad altri elementi del sistema solare.

In definitiva, ci sono molte incognite nella scienza planetaria, inclusa l'origine dei volatili in tutto il sistema solare. Il lavoro di Broadley e colleghi codifica la nostra comprensione della distribuzione dei volatili in condriti, comete e pianeti terrestri, utilizzando criteri diagnostici per valutare le proprietà della cosiddetta "materia primitiva".

La ricerca è descritta in Natura.