by

Uno studio rivela che l’acqua dolce e le condizioni chiave per la vita sono apparse sulla Terra mezzo miliardo di anni prima di quanto si pensasse

Abbiamo bisogno di due ingredienti affinché la vita abbia inizio su un pianeta: terraferma e acqua (dolce). A rigor di termini, l’acqua non deve essere dolce, ma l’acqua dolce può essere presente solo sulla terraferma.

Solo soddisfacendo queste due condizioni è possibile convertire gli elementi costitutivi della vita, aminoacidi e acidi nucleici, in vita batterica tangibile che preannuncia l’inizio del ciclo evolutivo.

La vita più antica sulla Terra rimasta nella nostra documentazione rocciosa frammentata ha 3,5 miliardi di anni , con alcuni dati chimici che mostrano che potrebbe addirittura avere 3,8 miliardi di anni . Gli scienziati hanno ipotizzato che la vita potrebbe essere ancora più antica, ma non abbiamo alcuna documentazione che dimostri che sia così.

Il nostro nuovo studio pubblicato su Nature Geoscience fornisce la prima prova della presenza di acqua dolce e terraferma sulla Terra 4 miliardi di anni fa. Sapere quando la culla della vita – acqua e terra – è apparsa per la prima volta sulla Terra fornisce in definitiva indizi su come siamo nati.

Acqua e terra: Le essenze della vita

Immagina di entrare in una macchina del tempo e di tornare indietro di 4 miliardi di anni fa. Mentre i quadranti si fermano, guardi fuori e vedi un vasto oceano tutto intorno a te. Non blu come lo conosci, ma marrone con ferro e altri minerali disciolti. Alzi lo sguardo al cielo ed è arancione scuro, con uno smog di anidride carbonica e lampi regolari di meteore in arrivo. Inospitale alla vita.

Questo è l’aspetto che secondo gli scienziati la Terra aveva 4 miliardi di anni fa. Ma è vero?

Proprio mentre abbandoni ogni speranza nella vita, la scorgi all’orizzonte: la terra. Mettendo la macchina del tempo in modalità viaggio, voli verso questa distesa di roccia emersa e atterri.

Ti rendi subito conto di essere entrato su un’isola vulcanica, con la lava che fuoriesce dai suoi fianchi. Ma senti anche le gocce di pioggia sul naso e vedi l’acqua che si raccoglie in piccole pozze alla base del vulcano. Con cautela stringi le mani a coppa e assaggia… è fresco. La prima prova che c’era acqua dolce sulla Terra, almeno 4 miliardi di anni fa.

Acqua dolce e terra emersa vanno di pari passo. Se tutta la terra è sott’acqua, allora puoi avere solo acqua salata, oceanica. Questo perché l’acqua salata vuole invadere il sottosuolo, un fenomeno noto come intrusione di acqua di mare.

Quindi, se trovi acqua dolce, devi avere terra asciutta e una sua distesa ragionevolmente ampia.

Come facciamo a sapere che sulla Terra primordiale c’erano acqua dolce e terra?

L’acqua dolce è molto diversa dall’acqua di mare. Ovviamente, potresti dire, ma come fai a sapere se uno o entrambi erano presenti sulla Terra se non puoi effettivamente tornare indietro con una macchina del tempo?

La risposta è nella documentazione rock e nei segnali chimici conservati in quella capsula del tempo. La Terra ha poco più di 4,5 miliardi di anni e le rocce più antiche che gli scienziati hanno trovato hanno poco più di 4 miliardi di anni.

Per comprendere veramente il nostro pianeta nei suoi primi 500 milioni di anni, dobbiamo rivolgerci ai cristalli che un tempo provenivano da rocce più antiche e finivano per depositarsi in rocce più giovani.

A differenza delle rocce, i cristalli più antichi conservati risalgono a 4,4 miliardi di anni fa . E la maggior parte di questi cristalli antichissimi proviene da un unico posto sulla Terra: le Jack Hills nel Midwest dell’Australia occidentale.

È proprio qui che siamo andati. Abbiamo datato oltre mille cristalli di un minerale chiamato zircone, famoso per la sua estrema resistenza agli agenti atmosferici e alle alterazioni.

Questo è abbastanza importante, poiché nell’arco di miliardi di anni, molti processi successivi possono cancellare il segnale chimico primario quando i cristalli si sono formati per la prima volta. La maggior parte degli altri tipi di minerali sono molto più facili da alterare, un processo che cancellerebbe la loro chimica originale e non ci fornirebbe indizi sul profondo passato della Terra.

Grani davvero antichi

Il nostro lavoro mostra che circa il 10% di tutti i cristalli che abbiamo analizzato avevano più di 4 miliardi di anni. Potrebbe sembrare una piccola quantità, ma si tratta di un’enorme quantità di cereali super-antichi rispetto ad altri posti nel mondo.

Per capire se questi granelli contenevano un record di acqua dolce, abbiamo utilizzato minuscoli fasci di ioni su questi granelli di zircone datati per misurare il rapporto tra l’ossigeno più pesante e quello più leggero. Si ritiene che questo rapporto, noto come rapporto isotopico dell’ossigeno, sia quasi costante nel tempo per l’acqua di mare, ma molto più leggero per l’acqua dolce.

In modo evidente, una piccola porzione di cristalli di zircone di 4 miliardi di anni fa aveva una firma molto leggera che avrebbe potuto formarsi solo dall’interazione di acqua dolce e rocce.

Lo zirconio è estremamente resistente alle alterazioni. Affinché lo zircone di Jack Hills potesse ottenere questa firma isotopica dell’ossigeno leggero, la roccia alterata dall’acqua dolce doveva sciogliersi e quindi solidificarsi nuovamente per impartire la firma isotopica dell’ossigeno leggero nel nostro zircone.

Pertanto, l’acqua dolce doveva essere presente sulla Terra prima di 4 miliardi di anni fa.

Se anche la vita sia iniziata così presto nella storia della Terra è una questione di cui non possiamo ancora essere sicuri. Ma almeno abbiamo trovato prove dell’esistenza della vita sulla Terra prima di 4 miliardi di anni fa, in un periodo estremamente precoce nella storia del nostro pianeta, lunga 4,5 miliardi di anni.

by