Le origini dell’acqua: polvere di stelle?

di Daniela Asaro Romanoff

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In modo semplice, affinché queste conoscenze siano patrimonio di tutti, introduciamo il tema delle origini dell’acqua, affidandoci alla Teoria della differenziazione planetaria. Come conseguenza dei fenomeni fisici e chimici, ci fu la separazione dei differenti componenti la materia dei corpi planetari. Quando la materia si ricompone ciò che è più denso sprofonda al centro del corpo, mentre i materiali meno densi affiorano alla superficie. Questo processo crea un centro ed un manto.

L’acqua era già presente nella materia di cui era composta la Terra. Durante la fase di formazione del nostro pianeta le molecole d’acqua sfuggivano abbastanza facilmente alla forza di gravità terrestre. Le teorie ci spiegano che una parte del giovane pianeta terra in formazione è entrato in collisione con un corpo proveniente da Marte, chiamato Theia oppure Orfeo, dalla mitologia greca. La luna ha avuto origine dalla materia staccatasi durante l’impatto. L’impatto causò l’evaporazione e questo vapore atmosferico si distribuì attorno alla Terra. Ci vollero duecento anni per il passaggio di stato: la condensazione. Quasi sicuramente i risultati della condensazione furono il diossido di carbonio, l’idrogeno e il vapore acqueo. Nonostante la temperatura della Terra fosse di 230°C, a causa della pesante pressione atmosferica, dovuta alla presenza di CO2, poterono iniziare a formarsi delle immense zone di acqua: gli oceani. Questo accadde 4,567 bilioni di anni fa.

Il nostro pianeta viene definito da alcuni scienziati il pianeta blu: l’acqua è una caratteristica del pianeta terra. Ci sono varie teorie e correnti di pensiero per quanto concerne l’origine dell’acqua. Noi ci siamo attenuti alla Teoria della differenziazione, ma le più recenti scoperte nel campo dell’atmosfera non ritengono che l’acqua sia stata un prodotto della Terra, bensì che sia stata importata nel nostro pianeta dai confini del sistema solare.

Un fatto che mette tutti d’accordo, una realtà incontrovertibile, è che la vita sul nostro pianeta è nata grazie all’acqua, la cui formula chimica è conosciutissima: H2O. Il 70% della superficie della Terra è coperta d’acqua. La verdura e la frutta contengono acqua per l’80%. Il nostro corpo è composto per il 50-70% d’acqua.

Molti poeti, cantanti e scrittori, da Joni Mitchell a Carl Sagan, si sono ispirati alla teoria dell’acqua proveniente dalle comete. L’acqua, secondo questa teoria, cominciò a far parte del nostro pianeta a causa di un impatto tra comete ed asteroidi, entrambi ricchi di acqua e ghiaccio. L’evento è datato 4,5 bilioni di anni fa. Ricordiamoci che la Terra ha un’aspettativa di 7,5 bilioni di anni ancora.

Una delle missioni dell’Agenzia Spaziale Europea è l’Herschel Space Observatory. È stato lanciato il 14 maggio 2009, ora il telescopio si trova a 1,5 milioni di Chilometri dalla Terra, su un’orbita di Lissajous nel secondo punto di Lagrange del sistema Sole-Terra. La missione prende il nome di Herschel Space Observatory per rendere omaggio allo scienziato tedesco Frederick William Herschel (1738-1822), scopritore dello spettro infrarosso.

Uno degli obiettivi della missione è quello di osservare la composizione chimica dell’atmosfera, della superficie delle comete, dei pianeti e dei satelliti. I potenti telescopi della missione Herschel scrutano le regioni tra stella e stella, lo spazio interstellare appare vuoto, invece è un miscuglio finissimo di molecole. L’idrogeno è l’elemento più comune nell’universo, ha le sue origini dal famosissimo Big Bang, ma l’ossigeno e altre molecole più pesanti ebbero origine più tardi, furono un prodotto della fusione nucleare stellare. Già ai suoi tempi, Herschel tentò di dimostrare che l’acqua si formò nello spazio. Ora sappiamo che nelle nuvole interstellari, molto probabilmente, l’idrogeno si incontra con l’ossigeno. I telescopi ci danno la dimostrazione che l’acqua è dappertutto nell’universo: nel sistema solare, nella coda delle comete, anche nelle galassie ai confini con l’universo.

Per quanto riguarda le origini dell’acqua ci sono altre teorie e tantissime leggende. Albert Einstein diceva spesso che la Fisica non deve mai essere disgiunta dalla Filosofia, altrimenti, credo che sia ovvio per tutti, la ricerca si fermerebbe, e, se la ricerca si ferma, anche la tecnologia non fa progressi: senza la ricerca, la tecnologia non sussisterebbe, forse questo è un concetto che la gente tende a dimenticare, tutta presa da telefonini, computer, e altre meraviglie tecnologiche. Una Legge fisica ha la necessità di essere supportata da formule matematiche, ma se l’uomo non pensasse, non filosofeggiasse, non arriveremmo mai alla Legge fisica.

Poiché le idee di Herschel hanno trovato conferma scientifica e allo stesso tempo hanno ispirato filosofi e poeti, noi preferiamo prendere in considerazione le scoperte dell’Herschel Space Observatory e dedurre che siamo… polvere di stelle.

Nella prossima puntata andremo all’affascinante ricerca delle origini degli oceani.

L’esperimento: la polarizzazione dell’acqua
Dedicato a tutti gli studenti (e agli adulti non studenti)

Aprite il rubinetto del lavabo di un bagno, meglio non intralciare la mamma in cucina, anzi, è opportuno che la avvisiate in merito a questo piccolo esperimento. Non abbiano timore le mamme, tutto si risolverà senza danni. Anni fa una mamma mi ha ringraziata per il suggerimento dato al figlio: «Sono arrivata a casa stanca dal lavoro» mi ha detto, «e vedere il mio ragazzo che faceva un esperimento, mi ha messa di buonumore».

Fate scorrere un sottile flusso d’acqua, nel frattempo strofinate con della lana, una tradizionale penna bic, ciò che conta è che la penna sia in materiale plastico. Avvicinate la parte strofinata della penna all’acqua che scorre e… meraviglia delle meraviglie… vedrete che l’acqua curva. Per il momento sperimentate e pensate, la prossima volta avrete la spiegazione di questo ‘fenomeno fenomenale’. È importante che voi pensiate, cercate di ragionare, non guardate quale può essere la spiegazione fornita dai libri, datevela voi una spiegazione, ricordate quanto diceva Einstein: la Fisica non dovrà essere mai disgiunta dalla Filosofia, affinché non corriamo il rischio che la ricerca si fermi. Voi siete dei ricercatori filosofi, cosa facevano i filosofi: pensavano; logica, concretezza, equilibrio guidino i vostri ragionamenti.