Studiare la chimica di elementi pesanti in condizioni di pressione e temperatura elevate, simili a quelle all’interno della Terra, permette di ricavare preziose informazioni sulle origini del Sistema Solare. E sulla struttura interna dei pianeti rocciosi in formazione. È quello che hanno fatto ricercatori Usa della Carnegie Institution for Science in uno studio appena pubblicato su Nature Geoscience.
Gli esperti hanno, in particolare, analizzato i diversi ‘sapori’ di alcuni elementi chimici come il ferro, in campioni di materiale lavico terrestre, e di rocce lunari, marziane e di asteroidi come Vesta. I sapori sono rappresentati da differenti isotopi, cioè atomi di uno stesso elemento con eguale numero di protoni, ma diverso numero di neutroni, e quindi diversa massa.
Alcune reazioni chimiche tendono, infatti, a privilegiare un isotopo piuttosto che un altro, e questo porta a una variazione della percentuale degli isotopi stessi nel cuore dei pianeti.
“Le informazioni riguardo i materiali e le condizioni coinvolte nella formazione e differenziazione dei pianeti agli albori del Sistema Solare sono registrate nella diversa percentuale di isotopi del ferro – scrivono gli autori nell’abstract dello studio -. Campioni provenienti da Terra, Marte, Luna e dall’asteroide Vesta mostrano, infatti, variazioni significative nelle percentuali di questo isotopo”.
I ricercatori hanno, ad esempio, osservato che la formazione del cuore di Luna, Marte o dell’asteroide Vesta è stata caratterizzata dall’interazione tra nichel e ferro più leggero, che ha permesso a quest’ultimo di localizzarsi negli strati meno profondi. In un pianeta come la Terra, invece, condizioni di temperatura e pressione maggiori hanno impedito questo ‘effetto nichel’. E questo spiega le differenze tra le lave terrestri e di altri corpi planetari.
I diversi pianeti rocciosi – spiega l’Agenzia Spaziale Italiana – si sono formati per addensamento di materiale intorno al giovane Sole. Un processo di accrescimento accompagnato da una fase di differenziazione, caratterizzata dalla migrazione di materiale più denso verso il centro del pianeta in formazione. Con la conseguente creazione di un cuore ricco di ferro, e di mantello e crosta ricchi di silicati.
“C’è ancora molto da imparare sull’evoluzione geochimica dei pianeti – afferma Stephen Elardo, uno dei due coordinatori della ricerca -. Ma gli esperimenti di laboratorio ci permettono sempre più di esplorare profondità che non possiamo, altrimenti, raggiungere. E di comprendere – conclude l’esperto – come l’interno dei pianeti si sia formato, e come sia cambiato nel tempo”.
