Nel nucleo la maggior parte dell’acqua arrivata sulla Terra

Nel nucleo la maggior parte dell’acqua arrivata sulla Terra –

Gran parte dell’acqua che è arrivata sulla Terra miliardi di anni fa potrebbe  essere racchiusa, sotto forma di idrogeno nel nucleo esterno, in  una quantità pari a quella contenuta in 70 oceani, e, se questa fosse rimasta sulla superficie come acqua, il nostro pianeta non avrebbe avuto terre emerse e la vita come la conosciamo non si sarebbe mai evoluta.

Lo rivela uno studio dell’Università di Tokyo  pubblicato su Nature Communications, dove viene spiegato in che modo l’acqua si è disciolta nel ferro e nei silicati rispettivamente del nucleo esterno e del mantello.

Date le profondità estreme (2.900 chilometri sotto la superficie del pianeta), le temperature e le pressioni presenti, studiare direttamente il cuore del nostro pianeta è impossibile, per questo molte delle informazioni oggi disponibili sulla struttura interna della Terra sono state ottenute  indirettamente grazie alla  sismologia e attraverso esperimenti in laboratorio.

Ed è grazie a queste informazioni che sappiamo che il nucleo è principalmente fatto di ferro e che la sua densità, in particolare quella del nucleo esterno liquido, è inferiore al previsto. Ciò ha portato i ricercatori a credere che, accanto al ferro, nel nucleo ci debba essere un’abbondanza di qualche altro elemento chimico leggero. Una possibilità è che questo elemento possa essere l’idrogeno, secondo alcune ipotesi, quello contenuto nell’acqua giunta sulla Terra miliardi di anni fa, durante i numerosi impatti astronomici.

Per verificare questa possibilità, i ricercatori hanno utilizzato  dispositivi chiamati  “celle a incudine di diamante”,  per simulare il processo di formazione del nucleo della Terra, dimostrando, per la prima volta che, in condizioni estreme di temperatura e pressione, l’idrogeno può legarsi con il ferro in esso contenuto.

“Alle temperature e alle pressioni a cui siamo abituati in superficie, l’idrogeno non si lega al ferro –  spiega Shoh Tagawa, Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell’Università di Tokyo e primo autore dello studio – noi ci siamo chiesti se questo legame può avvenire in condizioni più estreme. Tali temperature e pressioni non sono facili da riprodurre e il modo migliore per ottenerle è in laboratorio”.  Dove, spiegano i ricercatori, sono state riprodotte pressioni altissime (30-60 gigapascal) e temperature dell’ordine di 3.100-4.600 kelvin per ottenere  una buona simulazione della formazione del nucleo della Terra».

Alle sperimentazioni ha partecipato anche un altro  gruppo di scienziati, guidati da Kei Hirose della Kyoto University, che hanno utilizzato composti del ferro e silicati analoghi a quelli trovati rispettivamente nel nucleo e nel mantello della Terra. Gli scienziati  hanno messo questi campioni nella speciale camera e riscaldato l’ambiente con il laser per riprodurre le condizioni di pressione e temperatura simili a quelle del nucleo esterno terrestre.

Quello che è successo è che, quando l’acqua ha incontrato il ferro e i silicati fusi all’interno della cella a incudine, l’idrogeno delle molecole d’acqua ha reagito principalmente con il ferro, comportandosi dunque da elemento siderofilo; mentre l’ossigeno è entrato nella composizione dei silicati.

I risultati ottenuti, spiegano i ricercatori, mostrano per la prima volta che l’idrogeno può legarsi fortemente con il ferro anche nelle condizioni estreme del nucleo terrestre, avvalorando l’ipotesi che la gran parte dell’acqua che è arrivata sulla Terra durante la sua formazione potrebbe essere conservata in questo strato sotto forma di idrogeno e questo spiegherebbe, inoltre, la sua ridotta densità rispetto al ferro puro.

Rita Lena