Rosetta riaccende il dibattito sull’origine dell’acqua terrestre

Da dove viene l’acqua presente sulla Terra? E’ una questione particolarmente importante, soprattutto se consideriamo che l’acqua ricopre il 70% del nostro pianeta, che è un elemento fondamentale per la sopravvivenza di qualsiasi essere vivente, e che proprio negli oceani si pensa sia iniziata la vita.

E’ opinione comune tra i ricercatori che la nostra acqua sia stata “importata” da corpi celesti caduti sulla terra nelle ultime fasi della sua evoluzione, un periodo tumultuoso per il sistema solare durante il quale le collisioni erano frequentissime. Ma per dimostrarlo, occorre verificare se l’acqua presente su questi oggetti celesti abbia caratteristiche compatibili con quelle dell’acqua terrestre. Da anni la ricerca tenta di fare luce su questo aspetto, ottenendo risultati spesso contrastanti tra di loro. Gli ultimi dati provenienti dalla missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), pubblicati il 10 dicembre sulla rivista Science,  sembrano escludere, ad esempio, che  l’acqua terrestre provenga da comete analoghe alla 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Esistono tre famiglie di piccoli corpi celesti da cui secondo gli scienziati la Terra potrebbe aver ricevuto il dono prezioso dell’acqua:

• corpi asteroidali provenienti dalla regione di Giove
• comete della nube di Oort, formatesi all’interno dell’orbita di Nettuno e successivamente espulse verso l’estremità del sistema solare per l’effetto gravitazionale esercitato dai pianeti giganti
• comete della Fascia di Kuiper, formatesi oltre l’orbita di Nettuno, al riparo dagli influssi gravitazionali dei pianeti giganti, dove sono rimaste, costituendo, appunto,  la Fascia di Kuiper. Esse sono dette anche comete della famiglia di Giove, in quanto è Giove a controllare la loro orbita

Elemento chiave per poter svelare l’origine dell’acqua è la sua composizione isotopica, ossia la quantità di deuterio D (isotopo dell’idrogeno con un protone e un neutrone) che contiene rispetto all’idrogeno semplice H (un solo protone). In primo luogo, poiché in base ai modelli sulla formazione del sistema solare oggetti formatisi nelle più fredde regioni esterne dovrebbero presentare una quantità più elevata di deuterio rispetto a oggetti di origine più prossima al Sole, il rapporto  D/H permette di stimare la provenienza di un corpo celeste. Analogamente, il confronto tra i rapporti D/H registrati in diversi corpi celesti e negli oceani terrestri può aiutarci a determinare quali oggetti ci abbiano fornito l’acqua. Ovviamente, i possibili candidati dovranno presentare rapporti D/H molto simili a quello dell’acqua terrestre.

A tale proposito, lo strumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) ha rilevato che la composizione del vapore acqueo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, $cometa$ della Fascia di Kuiper, è significativamente diversa da quella terrestre. In particolare, il rapporto D/H è risultato oltre tre volte maggiore di quello della nostra acqua, tra i valori più alti mai rilevati nel sistema solare. Questo dato rende molto improbabile che comete provenienti dalla Fascia di Kuiper siano state responsabili dell’approvvigionamento idrico del nostro pianeta.“Sapevamo che l’analisi in loco di questa $cometa$ avrebbe rivelato delle sorprese,” ha detto Matt Taylor, ricercatore dell’European Space Research and Technology Center a Noordwijk, nei Paesi Bassi.

Ma questi dati sono solo un tassello del puzzle. I tentativi di risolvere questo mistero erano iniziati  quasi 30 anni fa, quando nel 1986 gli spettrometri di massa della missione europea Giotto diretta alla $cometa$ di Halley misurarono, per la prima volta, il rapporto D/H dell’acqua di una $cometa$. Per Halley, una $cometa$ della nube di Oort, il valore risultò doppio di quello terrestre, portando i ricercatori a concludere che le comete provenienti dalla $nube di Oort$ non potevano essere il serbatoio idrico della Terra. Questo dato venne poi confermato nei successivi 20 anni dalle analisi di molte altre comete della stessa famiglia della Halley, gettando parecchie ombre sulle teorie che consideravano le comete come origine dell’acqua terrestre.

Ma le cose cambiarono quando nel 2011, grazie alla sonda Herschel dell’ESA, venne determinato il rapporto D/H per la cometa Hartley 2, che si ritiene essere una $cometa$ della Fascia di Kuiper, come 67P/Churyumov-Gerasimenko. Il valore rilevato era infatti molto simile a quello dell’acqua terrestre. Il dato fu particolarmente sorprendente perché le comete della Fascia di Kuiper,  formatesi in una regione più esterna del sistema solare, avrebbero dovuto presentare un rapporto D/H perfino maggiore di quello delle comete della $nube di Oort$.

E ora sono arrivate le nuove scoperte di Rosetta a confondere ancora di più…le acque, bocciando anche le comete della Fascia di Kuiper. In base a questi nuovi sviluppi, sembra ora più probabile che la Terra abbia piuttosto ricevuto l’acqua da corpi asteroidei più vicini alla sua orbita, e/o che possa aver conservato almeno parte della sua acqua originaria nei minerali e ai poli. “I nostri risultati discreditano anche l’ipotesi che le comete della famiglia gioviana contengano esclusivamente acqua simile a quella degli oceani terrestri, mentre sembrano supportare modelli che considerano gli asteroidi il meccanismo primario di rifornimento idrico per i nostri oceani.” spiega a tale proposito Kathrin Altwegg, ricercatore principale per lo strumento ROSINA presso l’Università di Berna, Svizzera, e primo autore della pubblicazione contenente questi dati.

Le comete sono come macchine del tempo, contenenti materiale primitivo rimasto dall’epoca in cui il sole e i suoi pianeti si sono formati. Il lander di Rosetta per la prima volta ha acquisito immagini direttamente dalla superficie di una $cometa$, e potrà fornire un’analisi della sua probabile composizione primordiale. Rosetta sarà inoltre il primo testimone a distanza ravvicinatissima che assisterà alle modifiche a cui è soggetta una $cometa$ man mano che si avvicina al Sole. Le sue osservazioni contribuiranno a comprendere meglio le origini e l’evoluzione del sistema solare, e il ruolo che le comete possono aver giocato nel fornire alla Terra l’acqua, e forse anche la vita.

Fonte: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-NASA/2014/14dec_cometwater/