Gli scienziati del New York Center for Astrobiology del Rensselaer Polytechnic Institute hanno usato i più antichi minerali sulla Terra per ricostruire le condizioni atmosferiche presenti sulla Terra subito dopo la sua nascita. I risultati, che appaiono sulla rivista Nature, sono la prima testimonianza diretta di ciò che era l’antica atmosfera del pianeta dopo la sua formazione. Gli scienziati mostrano che l’atmosfera della Terra, 500 milioni di anni dopo la sua creazione, non era un deserto colmo di metano come precedentemente ipotizzato, ma era invece molto più vicina alle condizioni della nostra atmosfera attuale. I risultati, in un articolo intitolato “Lo stato di ossidazione dei magmi Adeano e le implicazioni per l’atmosfera della Terra primitiva“, hanno implicazioni per la nostra comprensione di come e quando ebbe inizio la vita su questo pianeta e come e quando potrebbe iniziare altrove nell’universo. Per decenni, gli scienziati credevano che l’atmosfera della Terra primordiale fosse molto ridotta, che significa che l’ossigeno era molto limitato. Tali condizioni avrebbero significato un ambiente nocivo, colmo di monossido di carbonio, acido solfidrico e ammoniaca. Ora, gli scienziati del Rensselaer possono dimostrare che le condizioni sulla Terra primordiale erano già ricche di acqua, anidride carbonica e anidride solforosa. “Ora possiamo dire con certezza che molti scienziati studiano l’origine della vita sulla Terra semplicemente scegliendo l’atmosfera sbagliata“, ha detto Bruce Watson, professore dell’Istituto di Scienze del Rensselaer. Ed è per questo motivo che esistono molti più interrogativi. Altre teorie ampiamente diffuse, dicono che l’atmosfera terrestre era formata da gas rilasciati dall’attività vulcanica sulla sua superficie. Oggi, come durante i primi giorni della Terra, il magma che scorre dalle profondità, contiene gas disciolti. Quando quel magma si avvicina alla superficie, questi gas vengono rilasciati nell’aria circostante. “La maggior parte degli scienziati sostengono che questa emissione di gas dal magma era l’ingresso principale per l’atmosfera“, ha detto Watson. “Per capire la natura del clima ‘in principio,’ avevamo bisogno di determinare quali specie di gas erano presenti nel magma”. Come il magma si avvicina alla superficie della Terra, interagisce con le rocce circostanti, si raffredda e si cristallizza in roccia solida. Questi magmi congelati e gli elementi in essi contenuti possono essere letteralmente pietre miliari nella storia della Terra. Un traguardo importante è lo zircone. A differenza di altri materiali che vengono distrutti nel tempo dall’erosione e dalla subduzione, alcuni zirconi sono quasi vecchi quanto la Terra stessa. Come tale, gli zirconi possono raccontarci tutta la storia del pianeta, se si conoscono le domande giuste da porre. Gli scienziati hanno cercato di determinare i livelli di ossidazione dei magmi che hanno formato questi zirconi antichi. “Capire il livello di ossidazione potrebbe significare la differenza tra gas nocivo e miscela di vapore acqueo e anidride carbonica a cui siamo abituati”, secondo l’autore principale dello studio Trail Dustin, un ricercatore post-dottorato presso il Centro di Astrobiologia. “Per determinare lo stato di ossidazione dei magmi che ha creato lo zircone, potremmo determinare i tipi di gas che si fanno strada nell’atmosfera“, ha detto Trail. Per ottenere questo “sentiero”, Watson e il suo collega ricercatore Nicola Tailby, hanno ricreato la formazione di zirconi in laboratorio a diversi livelli di ossidazione. Questa procedura ha portato alla creazione di un indicatore di ossidazione che potrebbe poi essere confrontato con gli zirconi naturali. Durante questo processo si sono osservate le concentrazioni di un metallo raro sulla Terra, chiamato cerio. Il cerio è un indicatore di ossidazione importante perché lo si può trovare in due stati di ossidazione. Più alta è la concentrazione del cerio ossidato in zircone, più l’atmosfera era probabilmente ossidata dopo la formazione. Le calibrazioni rivelano un ambiente con uno stato di ossidazione più vicino alla condizioni attuali. I risultati forniscono un importante punto di partenza per la futura ricerca sulle origini della vita sulla Terra. “Il nostro pianeta è il palcoscenico sul quale tutta la vita è venuta fuori“, ha detto Watson. “Non possiamo nemmeno cominciare a parlare della vita sulla Terra fino a quando non sappiamo esattamente cosa sia quella fase. Le condizioni di ossigeno sono state di vitale importanza per il modo in cui influenzano i tipi di molecole organiche che possono essersi formate.” Nonostante tutto l’atmosfera attuale che respiriamo non è vista come un punto di partenza ideale per la vita. Watson pensa che la scoperta del suo gruppo potrebbe rinvigorire le teorie che, forse, quei blocchi di costruzione per la vita non sono stati creati sulla Terra, ma forniti da altre parti della galassia. I risultati non sono, tuttavia, in contrasto con le teorie esistenti sul cammino della vita da anaerobica agli organismi aerobici. I risultati quantificano la natura delle molecole di gas contenenti carbonio, idrogeno e zolfo nei primi milioni di anni della nostra atmosfera, ma non fa nessuna luce in merito all’aumento successivo di ossigeno libero nell’aria. La ricerca è stata finanziata dalla NASA.
