Oltre 4,5 miliardi di anni fa, un mondo immenso, potenzialmente grande quanto la Luna o persino Marte, orbitava attorno al giovane Sole prima che una violenta collisione lo riducesse in frantumi.
Gli scienziati affermano di aver trovato la prima prova diretta dell’esistenza di questo embrione planetario perduto da tempo, noto come protopianeta. La scoperta, descritta sulla rivista Earth and Planetary Science Letters , indica un tipo di evoluzione planetaria diverso da qualsiasi altro precedentemente riconosciuto.
“È incredibile pensare che un tempo esistesse un mondo così grande”, ha affermato Aaron Bell, professore assistente di ricerca presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università del Colorado Boulder. “Sappiamo della sua esistenza solo perché alcuni frammenti sono atterrati sulla Terra. Questi meteoriti hanno conservato le prove di un percorso completamente diverso attraverso il quale si sono formati i primi pianeti.”
Un raro meteorite custodisce indizi su un mondo perduto
La svolta è arrivata grazie a un meteorite scoperto nel deserto del Sahara, denominato Northwest Africa (NWA) 12774, un meteorite angrite.
Le angrite sono tra le rocce vulcaniche più antiche conosciute nel sistema solare. Si sono formate solo pochi milioni di anni dopo la nascita del sistema solare, circa 4,56 miliardi di anni fa. Sono anche estremamente rare. Delle oltre 80.000 meteoriti trovate sulla Terra, solo 68 appartengono al gruppo delle angrite.
Questi meteoriti hanno a lungo incuriosito gli scienziati a causa della loro composizione insolita. Rispetto alla Terra, a Marte e ad altri pianeti rocciosi, gli angriti contengono pochissimo biossido di silicio, o silice, un ingrediente chiave presente in quasi tutti i pianeti terrestri conosciuti.
A causa di quella composizione chimica, i ricercatori avevano ipotizzato che gli angriti avessero avuto origine da piccoli asteroidi con un raggio inferiore a 200 chilometri (124 miglia).
Prove di pressione estrema nelle profondità di un pianeta
Esaminando NWA 12774, Bell e i suoi colleghi hanno identificato il clinopirosseno, un minerale comunemente presente nella crosta e nel mantello terrestre. Il clinopirosseno di questo meteorite conteneva livelli eccezionalmente elevati di alluminio, un indizio importante del fatto che si sia formato sotto un’intensa pressione nelle profondità di un corpo celeste più grande.
Il team ha quindi calcolato le condizioni necessarie per produrre il minerale.
I loro risultati sono stati sorprendenti. Il clinopirosseno, ricco di alluminio, avrebbe avuto bisogno di una pressione di almeno 17,5 kilobar per formarsi. Per confronto, la pressione sul fondo della Fossa delle Marianne, il punto più profondo della Terra, raggiunge solo circa 1 kilobar.
Una pressione così estrema non avrebbe potuto esistere all’interno di un piccolo asteroide. I risultati hanno invece indicato che il corpo progenitore degli angrite doveva avere un raggio di almeno 1.000 chilometri (621 miglia).
Un mondo paragonabile alla Luna
Ulteriori prove suggerivano una fonte ancora più grande.
I cristalli all’interno di NWA 12774 conservano ancora bordi netti e delicate caratteristiche chimiche. Se si fossero formati nelle profondità di un pianeta massiccio, questi dettagli sarebbero probabilmente stati cancellati nel tempo. La loro conservazione suggerisce che i cristalli si siano formati relativamente vicino alla superficie del corpo progenitore.
Se tale interpretazione è corretta, il mondo originario avrebbe dovuto essere molto più grande della stima minima.
Secondo i ricercatori, il corpo progenitore, dall’aspetto minaccioso, potrebbe aver superato i 1.800 chilometri (1.118 miglia) di raggio. Ciò lo collocherebbe in una fascia di dimensioni simile a quella della Luna terrestre e potenzialmente vicino a quella di Marte, che ha un raggio di 3.300 chilometri (2.050 miglia).
“Ci sono molti meteoriti conservati in cassetti che non sono stati studiati a fondo, quindi è probabile che esistessero altri protopianeti di cui non siamo a conoscenza”, ha affermato Bell.
Un percorso diverso per la formazione dei pianeti
Gli scienziati non sanno ancora con esattezza cosa sia successo a questo antico mondo. Una possibilità è che sia stato distrutto durante una grande collisione nel caotico sistema solare primordiale. I suoi frammenti potrebbero in seguito essere entrati a far parte di altri pianeti rocciosi, inclusa la Terra.
“I materiali che hanno formato il corpo progenitore dell’angrite sono fondamentalmente diversi dagli ingredienti della Terra e di Marte. Ciò indica un percorso evolutivo distinto e separato nella formazione planetaria nella storia primordiale del nostro sistema solare”, ha affermato Bell.
Punti salienti
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Abbiamo sviluppato un nuovo geobarometro termodinamico CaTs-liquido specificamente per il clinopirosseno ricco di CaTs nelle meteoriti angritiche, sfruttando i dati MELTS e i dati termodinamici esistenti.- •
NWA 12.774 è un’angrite porfirica insolita in cui il clinopirosseno è una fase liquidus precoce, indicando una cristallizzazione ad alta pressione.- •
Applicato al meteorite NWA 12.774, il barometro a liquido CaTs fornisce una pressione di cristallizzazione media superiore a 17 kbar, offrendo i primi vincoli diretti sulle dimensioni del corpo progenitore dell’angrite (APB).- •
Queste pressioni dimostrano che l’APB era di grandi dimensioni, con un raggio minimo di circa 1000 km, e potenzialmente di dimensioni lunari se le profondità di cristallizzazione fossero state modeste.- •
Le angrite rappresentano quindi campioni provenienti da un grande protopianeta di prima generazione, formatosi nelle prime fasi della storia del Sistema Solare.Abstract
In questo studio, sviluppiamo, testiamo e applichiamo un nuovo geobarometro clinopirosseno-liquido a una serie di clinopirosseni insolitamente ricchi di Al presenti nel meteorite angrite porfirico NWA 12774. Il nuovo geobarometro sfrutta l’equilibrio cristallo-liquido dipendente dalla pressione tra la componente Ca-Tschermack dei fenocristalli di clinopirosseno e le componenti SiO₂ CaAl₂Si₂O₈ ( anortite ) e . nel loro liquido coniugato. Il nuovo geobarometro CaTs-liquido fornisce una pressione media di cristallizzazione del clinopirosseno di 17,56 ± 0,89 (1σ) kbar Questi nuovi dati geobarometrici segnano la prima applicazione di un geobarometro basato sulla termodinamica agli assemblaggi di fase angritica e costituiscono la prima prova inequivocabile a supporto dell’ipotesi del grande corpo progenitore delle angrite (APB), che postula che le angrite siano campioni derivati da un protopianeta che è stato catastroficamente distrutto durante le prime fasi evolutive del sistema solare interno. Utilizzando rapporti di massa nucleo-mantello e stime di densità stabiliti, calcoliamo che l’APB deve aver raggiunto un raggio minimo di 1000 km per generare una pressione litostatica coerente con il nuovo set di dati geobarometrici. La conservazione di fenocristalli di clinopirosseno dalla struttura incontaminata suggerisce che NWA 12774 abbia subito un rapido tasso di ascesa e brevi periodi di stoccaggio pre-eruttivo; pertanto, le profondità di cristallizzazione dei fenocristalli erano probabilmente modeste. Se l’insieme di fenocristalli in questione si è cristallizzato a profondità <200 km, allora il raggio minimo dell’APB viene spinto oltre i 1800 km, il che significa che sarebbe stato paragonabile alle dimensioni della Luna. Infine, i nuovi vincoli dimensionali dell’APB offrono nuove prospettive sull’importanza di componenti di accrescimento insoliti presenti durante le prime fasi dell’evoluzione del sistema solare interno. Le grandi dimensioni dell’APB implicano che i condensati nebulari refrattari possano costituire una frazione di massa molto più significativa del bilancio di materia prima di accrescimento del sistema solare interno primordiale di quanto precedentemente stimato.
Materials provided by University of Colorado at Boulder. Note: Content may be edited for style and length.
Aaron S. Bell, Laura Waters, Mark Ghiorso. High-pressure clinopyroxene in Northwest Africa 12774 and new geobarometric evidence for a planetary embryo-sized angrite parent body. Earth and Planetary Science Letters, 2026; 685: 120029 DOI: 10.1016/j.epsl.2026.120029
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