Il vento solare e l’origine dell’acqua sulla Terra

Il vento solare e l'origine dell'acqua sulla Terra
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Sofisticate analisi condotte su campioni di polveri interstellari hanno dimostrato che gli ioni idrogeno del vento solare si legano all’ossigeno che si trova nei minerali su cui impattano, producendo acqua. E anche se ogni granulo di polvere ne contiene una quantità irrisoria, il flusso di polveri che raggiunge la Terra è tale da far stimare che il loro contributo alla formazione degli oceani non sia inferiore a quello delle comete.

Il vento solare induce la formazione di acqua nelle polveri interstellari. La scoperta, di un gruppo di ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory e del Lawrence Berkeley National Laboratory, che la illustrano sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”, ha un risvolto significativo sulla probabile origine dell’acqua sul nostro e su altri pianeti: considerato infatti l’ingente flusso di polveri che raggiunge la Terra – fra le 30.000 e le 40.000 tonnellate all’anno – l’apporto dell’acqua “fabbricata” dal vento solare è paragonabile, e forse superiore, a quello delle comete.

In particolare, gli ioni idrogeno di cui è costituita buona parte del vento solare, impattando sui minerali ricchi di ossigeno presenti nelle polveri interstellari, ne alterano la struttura, portando alla formazione di molecole di acqua. Queste molecole restano intrappolate appena al di sotto della superficie dei grani di polvere, su cui producono minuscole strutture da impatto dello spessore fino a 150 nanometri.

Il vento solare e l'origine dell'acqua sulla Terra
La microfotografia elettronica mostra le strutture di impatto (frecce) create dal vento solare. (Cortesia John P. Bradley et al./PNAS)

Fino ad ora, l’analisi di queste formazioni sulle conditi che hanno raggiunto la Terra, su polveri cosmiche e su campioni di minerali provenienti dalla Luna e dall’asteroide Itokawa non aveva permesso di rilevare segni di formazione di acqua, ma neppure di escluderla dato che i livelli di acqua ipotizzabili in quei campioni erano comunque ai limiti delle capacità di rilevazione degli strumenti.

Nel nuovo studio John P. Bradley e colleghi hanno prima osservato con un microscopio elettronico a scansione i campioni di polveri interstellari, per poi analizzarne la composizione con la spettroscopia di perdita di energia di elettroni di valenza (VEELS), una sofisticata tecnica spettroscopica che permette una accurata caratterizzazione delle specie chimiche presento nel campione e del loro stato di ossidazione.

 In questo modo i ricercatori sono riusciti a dimostrare la presenza di acqua, sia pure su scala nanometrica. Questi risultati sono stati poi confrontati con quelli – anch’essi risultati positivi alla presenza di acqua – ottenuti in laboratorio attraverso il bombardamento con flussi di ioni idrogeno ed elio di campioni di minerali di composizione analoga a quella di polveri e rocce provenienti dallo spazio.

Il fatto che le minuscole quantità di acqua nelle polveri cosmiche restino sigillate all’interno di “vescicole” minerali formatesi in corrispondenza dei punti colpiti dagli ioni idrogeno spiega perché l’acqua riesca ad arrivare a terra: nell’attraversare l’atmosfera queste polveri infatti non sviluppano un calore sufficiente a far disperdere il loro contenuto idrico

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