L’origine degli oceani sulla Terra

di Daniela Asaro Romanoff

(fonte immagine: autumn-ethereal)

Il 71% della superficie della Terra è coperta da oceani e mari. Ai primordi, da dove provenne l’acqua che costituì gli oceani? E come poté questa enorme massa d’acqua venir contenuta? In che modo si formarono i bacini? Le teorie scientifiche più accreditate sostengono che la polvere cosmica, dopo il ‘grande impatto’, era una componente delle rocce che si trovavano sulla Terra. Durante il primo miliardo di vita terrestre, i silicati idrati, contenuti nelle rocce, rilasciarono l’acqua abbondantemente, così iniziò a formarsi il primo oceano.

Non possiamo avere delle risposte rigorosamente esatte per quanto concerne l’inizio e la durata del processo di riempimento del primo bacino oceanico. Gli scienziati hanno dedotto che l’acqua non fu liberata dai silicati idrati alle origini dello sviluppo della Terra, poiché a causa dell’iniziale intenso riscaldamento, le molecole d’acqua sarebbero sfuggite verso lo spazio, essendo molto più leggere di altre molecole. L’acqua fu liberata dai silicati durante la fase di raffreddamento della Terra e fu raggiunto subito un volume oceanico molto simile a quello attuale. Le variazioni più recenti delle masse d’acqua degli oceani furono causate dalle ere glaciali. Per quanto concerne l’oceano primordiale, non si hanno molte conoscenze in merito alla formazione del bacino di contenimento.

Un’altra teoria scientifica ha un diverso punto di vista in merito all’origine degli oceani sulla Terra. Secondo questa teoria, quando ebbe fine il processo di espansione della Terra, l’atmosfera che la circondava conteneva moltissimo vapore acqueo, che si era formato a causa dell’impatto con gli altri pianeti. Con la diminuzione degli urti, la temperatura dell’atmosfera si abbassò ed il vapore acqueo passò allo stato di liquido, che cadde in gran quantità sulla superficie terrestre. Dobbiamo tener presente che nell’atmosfera iniziale c’erano grandi quantità di idrogeno, in seguito il gas si è disperso nello spazio e, come conseguenza di questo processo, nella composizione degli oceani e dell’atmosfera avremo l’acqua, l’anidride carbonica e l’azoto.

Le prime forme di vita sulla Terra risalgono a 4 miliardi di anni fa. La Terra, raffreddatasi, a causa della diminuzione degli urti con gli altri pianeti, si indurì ulteriormente e in questa fase di cambiamenti di densità si poterono formare i bacini oceanici. Nelle fosse oceaniche il movimento era continuo e lo è tuttora. Parte della crosta oceanica, quella affondata sotto il mantello terrestre, formò il magma granitico, che, risalendo, diede origine ai continenti. L’acqua marina che penetrava nelle fenditure, a contatto con il magma, diventava bollente, fondeva elementi metallici e fuoriusciva dai cosiddetti ‘camini neri‘ – black smockers. L’alta temperatura e la presenza di sali minerali avrebbero causato la trasformazione della materia organica (aminoacidi) in RNA, DNA e quindi dall’acqua marina… la vita.

Anche per quanto riguarda l’origine della vita sulla Terra ci sono varie teorie: alcuni scienziati sostengono che il primo DNA si è formato sulla Terra in piccolissime estensioni di acqua. È di grande interesse per una migliore comprensione di queste teorie l’esperimento della NASA del 2005, finalizzato alla scoperta e all’indagine della composizione delle comete. Si pensò di provocare una collisione nello spazio per analizzare meglio i materiali che compongono una cometa. Nel gennaio 2005 fu lanciata in orbita una sonda di 360 kg. Questo esperimento condusse gli scienziati americani alle seguenti scoperte: la cometa che aveva subito l’urto conteneva poco ghiaccio, perché, per contenere più ghiaccio le comete devono formarsi lontano dal sistema solare. Oltre al ghiaccio, il corpo celeste conteneva argilla, carbonati, silicati cristallini, sodio e della polvere, che venne paragonata dagli scienziati alla sabbia e al talco. Da notare che il sodio è poco presente nello spazio.

Esperimento della polarizzazione dell’acqua: la spiegazione

Nella precedente puntata era stato suggerito agli studenti e agli appassionati di Fisica di strofinare con la lana una bacchetta in plastica, ad esempio una penna biro, e poi provare ad accostare questa bacchetta, in materiale plastico, elettricamente carica ad un sottile flusso d’acqua proveniente semplicemente da un rubinetto: l’acqua avrebbe deviato dal suo naturale percorso. Sperando che l’esperimento sia riuscito e abbia sollevato delle curiosità, diamo ora delle spiegazioni.

L’acqua assomiglia al ferro magnetizzato, la polarizzazione è indotta temporaneamente. Se la bacchetta elettrica è positiva (avendole ‘strappato’ elettroni con lo strofinio, questo fenomeno avviene strofinando una bacchetta di vetro con la seta) il sottile flusso sarà polarizzato, quindi verso la bacchetta positiva si muoveranno le cariche negative delle molecole d’acqua.

Se la bacchetta è negativa, l’acqua sarà polarizzata nella direzione opposta (negativa è la bacchetta in plastica strofinata con la lana, perché il panno in lana ha ceduto elettroni alla bacchetta). L’acqua non è un solido, quindi bisogna tener presente che solo la parte di flusso più vicina alla bacchetta elettrizzata reagisce. Le molecole d’acqua si comportano come dei dipoli: una parte è negativa e l’altra è positiva.

Questo avviene a causa della forma angolare delle molecole. L’acqua è liquida, e ogni molecola è libera di ruotare e di rispondere alle sollecitazioni elettrostatiche di entrambi i segni convenzionali: + (segno positivo) e – (segno negativo). Va detto che l’angolo sta tra i due atomi di idrogeno e la sua misura è di 105°. Nell’ambito dell’accostamento dipolo della molecola d’acqua e bacchetta carica elettrostaticamente, prevalgono sempre le forze attrattive, perché le cariche opposte vengono a trovarsi più vicine tra loro rispetto alle cariche dello stesso segno.

Nella prossima puntata andremo alla scoperta dell’acqua negli altri pianeti. Dedicheremo a questo argomento due numeri e poi… ritorneremo con i piedi per terra.