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Una leggera atmosfera antica

Uno studio compiuto su bolle di gas intrappolate in una colata lavica risalente a 2.7 miliardi di anni fa ha permesso di determinare la pressione atmosferica antica. E non mancano le sorprese.
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2,7 miliardi di anni fa la Terra non doveva essere certo un luogo ospitale. Un'atmosfera senza ossigeno e una radiazione solare più debole del 20% rendevano il nostro pianeta un luogo freddo ed inospitale. Eppure, l'acqua era presente allo stato liquido e il nostro pianeta era popolato da organismi unicellulari. Com'era possibile mantenere delle condizioni compatibili con la vita nonostante lo scarso calore che giungeva da un ancor giovane Sole? L'ipotesi in voga fino a oggi presupponeva l'esistenza di un'atmosfera antica più spessa di quella odierna, in grado cioè di "intrappolare" una quantità di calore maggiore. Un'importante studio pubblicato su Nature Geosciences, destinato a far rivedere le leggi della chimica "primordiale", dimostra invece il contrario: la pressione atmosferica all'incirca 3 miliardi di anni fa era la metà di quella odierna.  

Un paleobarometro naturale

Che un'atmosfera più spessa non fosse la soluzione per il cosiddetto "paradosso del Sole debole" era stato anticipato da uno studio del 2012 che aveva analizzato gocce di pioggia fossili per cercare di dedurre la pressione presente sulla superficie terrestre durante l'Archeano. Lo stesso gruppo di ricercatori dell'Università di Washington firma questo nuovo studio che identifica un "paleobarometro" ancora più preciso per stabilire la pressione atmosferica del lontano passato: le bolle di gas intrappolate nella lava eruttata miliardi di anni fa. La ricerca della lava "perfetta" è durata oltre 10 anni e ha portato i ricercatori nella regione australiana di Pilbara, dove chilometri e chilometri quadrati sono occupati da basalto di origine vulcanica vecchio di 2.7 miliardi di anni. Al momento dell'eruzione, il contatto della lava con l'acqua del mare ha fatto si che questa si raffreddasse molto velocemente "intrappolando" così le bolle di gas in essa contenute. Il confronto tra le dimensioni delle bollicine di gas sulla superficie della colata lavica, più grandi in quanto schiacciate solo dal "peso" dell'atmosfera preistorica, e le dimensioni delle bollicine negli strati più profondi della lava, più piccole perché schiacciate anche dal peso della lava stessa, ha permesso di calcolare la pressione dell'aria al momento dell'eruzione, quindi ben 2.7 miliardi di anni fa.
 

Questione di gas 

Grazie al gas intrappolato nella vecchia - anzi, vecchissima - lava australiana i ricercatori sono riusciti a calcolare il valore medio della pressione atmosferica a livello del mare sulla Terra primordiale. Al contrario di quanto ipotizzato precedentemente, i risulti parlano di un valore di pressione atmosferica pari a circa la metà di quello odierno. Com'è possibile, quindi, che miliardi di anni fa, nonostante una radiazione solare molto più debole e un'atmosfera spessa la metà, la Terra non fosse un pianeta congelato? La risposta potrebbe stare nelle quantità e nel tipo di gas presenti nell'atmosfera. Escludendo l'ossigeno, grande assente dall'atmosfera al momento dell'eruzione vulcanica analizzata, l'attenzione va all'azoto molecolare (N2). Nonostante sia un gas inerte, infatti, il suo ruolo biologico è così fondamentale che in natura esiste un complesso ciclo della materia, il ciclo dell'azoto appunto, che regola il suo passaggio tra l'atmosfera e gli esseri viventi e viceversa. Sembra che la quantità di questo gas in atmosfera sia variata di molto durante il corso delle ere geologiche e che questo abbia avuto un impatto notevole sull'attività di tutti gli altri gas serra, come il metano e l'anidride carbonica. Una risposta, tuttavia, manca al momento in quanto mancano informazioni preziose (e per niente facili da reperire) sulla composizione e l'evoluzione dell'atmosfera primordiale. Quale il prossimo passo quindi? Trovare campioni di lava - e i gas in essa intrappolati - eruttati in periodi geologici diversi per avere una vera e proprio "campionatura" storica dell'atmosfera.   Immagine box apertura: Roger Buick/University of Washington Immagine banner in evidenza: Wikipedia
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