Sulla Terra primordiale pioveva ferro liquido

La Terra una volta era fondamentalmente un inferno: non solo la sua superficie era cotta da radiazioni e colpita da asteroidi, ma pioveva anche ferro liquido.

Questo secondo gli esperimenti condotti con la Z-Machine, un aggeggio che ha l'aspetto della roba da leggenda dei fumetti ma che è effettivamente uno dei generatori più potenti del mondo. Usando questa macchina, i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno mostrato come i forti impatti di asteroidi durante gli stadi finali della formazione della Terra creassero colonne di vapore di ferro sulla superficie del pianeta.

Poi, durante le tempeste più epiche che il mondo abbia mai visto, il ferro condensato precipitava sul pianeta per sprofondare infine fino al luogo di arresto, il nucleo.

Uno dei compiti chiave della scienza planetaria è capire come si formino ed evolvano i corpi celesti. In generale, i pianeti prima si formano per accrescimento, un processo in cui pezzi di detriti spaziali si mischiano violentemente uno con l'altro a velocità sempre maggiori, generando un calore immenso che li porta a liquefarsi e fondersi. Man mano che il giovane pianeta cresce, questi impatti d'accrescimento diventano più potenti, raggiungendo velocità fino a 160.000 chilometri all'ora.

Così è come sono andate le cose sulla Terra primordiale. Ma gli stadi finali della formazione planetaria, che includono le collisioni ad impatto più forte, sono poco chiari. Per esempio, le sorti del ferro, l'elemento più abbondante della Terra, non sono ben conosciute. Sappiamo sì che la maggior parte del ferro del nostro pianeta ad un certo punto è sprofondata nel nucleo, ma come e quando l'abbia fatto è un dibattito aperto.

"Uno dei problemi principali è come pensiamo il ferro durante gli eventi di impatto, dal momento che è un elemento importante dei pianeti e che il suo comportamento è vitale per la nostra comprensione della formazione dei pianeti," ha dichiarato Richard Kraus, autore principale del nuovo studio appena pubblicato su Nature. "In particolare, è la frazione di quel ferro che si vaporizza nel momento dell'impatto che non capiamo bene."

Per comprendere cosa succedeva al ferro quando la Terra dei primordi era bombardata da rocce, i ricercatori hanno usato la Z-Machine del Sandia National Laboratory, la fonte di radiazioni fatta dall'uomo più potente al mondo. Questa macchina genera massicce correnti elettriche e campi magnetici per produrre temperature e pressioni che non si trovano da nessun altra parte sulla Terra, il che la rende lo strumento ideale per studiare i processi violenti dell'accrescimento planetario.

I ricercatori hanno simulato gli impatti che avvenivano sulla Terra durante i suoi ultimi stadi di formazione, schiacciando insieme campioni di ferro e alluminio a pressioni inconcredibilmente alte. Hanno scoperto che il ferro si vaporizza a velocità di impatto significativamente più basse di quanto non si pensasse prima. Qualcosa come quattro milardi di anni fa, allora, collisioni ad alto impatto in giro per la terra hanno fatto sì che le rocce ricche di ferro diventassero fumo.

"La cosa causa un cambiamento in ciò che pensiamo di processi come la formazione del nucleo di ferro della Terra," ha detto Kraus. "Il ferro non va dagli oggetti che collidono giù direttamente nel nucleo in crescita della Terra, sprofondando, ma è vaporizzato e diffuso sulla superficie con una nube. Una volta raffreddato, il vapore si condensa in una pioggia di ferro che poi si mescola con il manto ancora sciolto della Terra.

Questo processo potrebbe anche spiegare perché la luna, che si pensa si sia formata circa nello stesso periodo, non abbia un nucleo ricco di ferro, pur essendo stata esposta a impatti simili. A causa della gravità più debole della luna, qualsiasi ferro vaporizzato è plausibile che si sia semplicemente perso nello spazio.

Il ferro, oltre a comporre un grosso pezzo della Terra, è un requisito fondamentale per la vita come la conosciamo: Si trova nelle proteine, nel nostro sangue e nel nostro DNA. Certo, una tempesta di metallo fuso oggi sarebbe una rovina per la maggior parte degli organismi, ma c'è qualcosa di stranamente affascinante nel pensiero di questo elemento importante che piove sul mondo appena prima dell'emergere della vita.