Tobias C. Owen dell’Institute forAstronomy di Honolulu, Hawaii, offre questa panoramica:
“Questa è un’ottima domanda, perché non abbiamo ancora una risposta che tutti accettano.
“L’origine degli oceani risale al tempo della formazione della terra 4. 6 miliardi di anni fa, quando il nostro pianeta si stava formando attraverso l’accumulo di oggetti più piccoli, chiamati planetesimali. Essa potrebbe essersi (1) separata dalle rocce che compongono il globo terrestre; (2) essere arrivata come parte di un gruppo di meteoriti ricchi d’acqua, simili alle condriti carbonacee che vediamo oggi; o (3) essere arrivata come parte di una patina di planetesimi ghiacciati, cioè le comete.
“La composizione dell’oceano offre alcuni indizi sulla sua origine. Se tutte le comete contengono lo stesso tipo di ghiaccio d’acqua che abbiamo esaminato nelle comete Halley e Hyakutake – le uniche le cui molecole d’acqua siamo stati in grado di studiare in dettaglio – allora le comete non possono aver fornito tutta l’acqua degli oceani della terra. Lo sappiamo perché il ghiaccio delle comete contiene il doppio degli atomi di deuterio (un isotopo pesante dell’idrogeno) per ogni atomo di idrogeno ordinario che troviamo nell’acqua.
“Allo stesso tempo, sappiamo che i meteoriti non possono aver consegnato tutta l’acqua, perché allora l’atmosfera terrestre conterrebbe quasi 10 volte più xeno (un gas inerte) di quello che contiene realmente. I meteoriti portano tutti questo eccesso di xeno. Nessuno ha ancora misurato la concentrazione di xeno nelle comete, ma recenti esperimenti di laboratorio sull’intrappolamento di gas tramite la formazione di ghiaccio a basse temperature suggeriscono che le comete non contengono alte concentrazioni di xeno. Anche una miscela di acqua meteoritica e cometaria non funzionerebbe, perché questa combinazione conterrebbe ancora una concentrazione di deuterio più alta di quella che si trova negli oceani. Sembra anche risolvere il problema del deuterio – ma solo se il materiale roccioso vicino all’orbita attuale della terra ha raccolto un po’ di acqua locale dalla nebulosa solare (la nube di gas e polvere che circonda il giovane sole) prima di accretarsi per formare la terra. Alcuni nuovi studi di laboratorio sul modo in cui il deuterio viene scambiato tra l’idrogeno gassoso e il vapore acqueo hanno indicato che il vapore acqueo nella regione locale della nebulosa solare avrebbe avuto circa la giusta (bassa) proporzione di deuterio per bilanciare l’eccesso di deuterio visto nelle comete.
“Il punto da sottolineare qui è che questo è un modello, una ipotesi di lavoro che deve essere rigorosamente testata da molte misure aggiuntive. Abbiamo bisogno di studiare più comete. Dobbiamo anche imparare di più sull’acqua su Marte, dove abbiamo un’altra possibilità di investigare le fonti descritte sopra. Sulla terra, la tettonica a placche ha fatto sì che l’acqua oceanica si mescolasse considerevolmente con materiale proveniente dall’interno del pianeta; tale contaminazione probabilmente non si è verificata su Marte, dove la tettonica a placche non sembra verificarsi. Queste indagini (e altri studi correlati) sono attualmente in corso. Questa è un’area attiva di ricerca!”
James C.G. Walker dell’Università del Michigan conferma questa conclusione, aggiungendo la sua prospettiva:
“Il miglior pensiero attuale è che i volatili (elementi e composti, inclusa l’acqua, che vaporizzano a basse temperature) sono stati rilasciati dalla fase solida mentre la terra si accresceva. Così, la terra, i suoi oceani e la sua atmosfera crebbero insieme.
“Durante l’accrescimento, l’energia cinetica dei planetesimi in collisione fu convertita in energia termica, così la terra divenne estremamente calda mentre si riuniva. La maggior parte dell’acqua era probabilmente presente in origine come acqua intrappolata nei minerali di argilla o come idrogeno (negli idrocarburi) e ossigeno (negli ossidi di ferro) separati, piuttosto che come ghiaccio.
“Dalla fine del periodo di accrescimento, più di quattro miliardi di anni fa, c’è stato un continuo scambio di materiale volatile, inclusa l’acqua, tra la superficie della terra e l’interno del pianeta (cioè tra la crosta e il mantello). I vulcani rilasciano acqua e anidride carbonica nell’atmosfera e nell’oceano. La subduzione di sedimenti ricchi di volatilità avviene nelle fosse oceaniche profonde. L’affondamento della crosta oceanica nelle zone di subduzione porta acqua e anidride carbonica nel mantello. Tutti questi processi possono essere visti all’opera oggi.
“In breve, il materiale cometario ghiacciato probabilmente non è stato importante nel fornire acqua agli oceani della terra, ma c’è poca conoscenza in questo campo.