Nei granelli cosmici la traccia di un asteroide primitivo
L’analisi di rare sferule cosmiche, rinvenute in Antartide e in ambienti urbani, rivela la possibile esistenza di un corpo celeste primitivo vicino alla Terra, ricco di zolfo e finora assente dalle collezioni meteoriche conosciute
Ogni anno migliaia di tonnellate di polvere cosmica, invisibile a occhio nudo, raggiungono la superficie terrestre. In quei minuscoli frammenti di materia è custodita una parte della storia più antica del Sistema solare, che gli scienziati cercano di ricostruire. Granello dopo granello.
Un team internazionale guidato da Matthias van Ginneken, ricercatore dell’Università del Kent, ha ora identificato un particolare tipo di polvere cosmica che suggerisce l’esistenza, nelle vicinanze della Terra, di un asteroide primitivo finora mai rappresentato nelle collezioni meteoriche mondiali.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Science Advances, amplia la conoscenza della varietà dei materiali planetari in orbita nel nostro vicinato cosmico.
Allo studio hanno partecipato anche Luigi Folco, professore del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa e già relatore della tesi di dottorato di van Ginneken, e Martin David Suttle, ricercatore affiliato allo stesso dipartimento.
Al centro della ricerca ci sono le sferule cosmiche, minuscoli granelli di roccia che attraversano lo spazio interplanetario e che, entrando nell’atmosfera terrestre, fondono per effetto delle temperature elevatissime raggiunte durante la discesa. Queste particelle costituiscono la parte più abbondante del materiale extraterrestre che raggiunge ogni anno il nostro pianeta.
Secondo l’interpretazione più diffusa, la maggior parte della polvere cosmica deriverebbe da collisioni relativamente recenti avvenute nella fascia principale degli asteroidi, compresa tra Marte e Giove. Analizzando un gruppo insolito di particelle recuperate sia nei sedimenti glaciali dell’Antartide sia in ambienti urbani, i ricercatori hanno però individuato una categoria distinta, caratterizzata da proprietà chimiche e fisiche fuori dall’ordinario.
Pasquale Raicaldo
L’elemento più significativo è l’estrema scarsità dell’isotopo ossigeno-16. Un dato che potrebbe finalmente chiarire una questione rimasta aperta per decenni nella scienza planetaria. Da tempo, infatti, gli studiosi conoscono una minoranza di particelle — circa il dieci per cento delle sferule cosmiche analizzate — contraddistinte da una firma isotopica povera di ossigeno-16 e incompatibile con tutti i gruppi di meteoriti presenti nelle collezioni conosciute. Pur essendo state classificate come un sottotipo isotopicamente anomalo, la loro origine e il corpo celeste da cui provenivano erano rimasti finora sconosciuti.
Le nuove particelle sono state denominate SCumPo, acronimo di sulphur-rich cumulate porphyritic olivine, cioè “olivina porfirica cumulitica ricca di zolfo”. Sono completamente prive di magnetite, un ossido di ferro che si forma quasi sempre quando la polvere cosmica fusa reagisce con l’ossigeno degli strati superiori dell’atmosfera terrestre. Al suo posto presentano un’elevata concentrazione di minuscole gocce di ferro, nichel e zolfo.
Una composizione tanto insolita indica che la fusione avvenne in condizioni fortemente riducenti, probabilmente perché la vaporizzazione dei gas volatili contenuti nelle particelle produsse una sorta di schermo protettivo, limitando il contatto con l’ossigeno atmosferico. Anche la loro struttura interna è peculiare: durante il passaggio nell’atmosfera, i cristalli di olivina si depositarono rapidamente su un solo lato delle particelle.
Grazie a sofisticati modelli numerici, capaci di simulare il comportamento dei cristalli durante la sedimentazione in condizioni di violentissima decelerazione, il gruppo di ricerca ha calcolato che i frammenti progenitori entrarono nell’atmosfera terrestre a una velocità compresa tra 14 e 17 chilometri al secondo.
Una velocità così elevata rimanda a un’orbita fortemente eccentrica, difficilmente compatibile con quella delle comuni bande di polvere provenienti dalla fascia principale degli asteroidi. La combinazione tra la particolare traiettoria orbitale e l’esclusiva firma chimica delle particelle suggerisce, invece, che esse provengano da un asteroide primitivo vicino alla Terra, ricco di solfuri e strettamente imparentato con una rara classe di meteoriti primitive identificata soltanto in tempi recenti.
Pasquale Raicaldo
La scoperta rivela così una sorta di “anello mancante” tra i corpi progenitori presenti nel nostro vicinato cosmico. Meteoriti di grandi dimensioni provenienti da questo particolare tipo di asteroide potrebbero essere troppo fragili, o troppo ricche di sostanze volatili, per sopravvivere intatte al violento attraversamento dell’atmosfera terrestre. La loro esistenza rimane tuttavia registrata nella continua e silenziosa pioggia di micrometeoriti che raggiunge il pianeta.
Studiando questi minuscoli viaggiatori cosmici, gli scienziati possono quindi ricostruire la storia di regioni del Sistema solare che altrimenti resterebbero invisibili. E scoprire che la materia primitiva disseminata nello spazio interplanetario è molto più varia, complessa e sorprendente di quanto le collezioni meteoriche siano state finora in grado di raccontare.
