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La NASA ricrea l'atmosfera terrestre di 3 miliardi di anni fa
Un gruppo di ricercatori guidato da Vladimir Airapetian, scienziato del Goddard Space Flight Center della NASA, ha ricreato in laboratorio una possibile atmosfera terrestre di tre miliardi di anni fa e l'ha bombardata con protoni ad alta energia. Il risultato, pubblicato su Astrophysical Journal Letters, suggerisce che le frequenti tempeste del Sole giovane avrebbero potuto generare potenti gas serra, contribuendo a mantenere acqua liquida sulla superficie terrestre.
La ricerca affronta il paradosso del giovane Sole. Circa tre miliardi di anni fa la nostra stella emetteva appena il 70% della luminosità attuale: in simili condizioni, secondo i modelli climatici più semplici, la Terra avrebbe dovuto essere completamente ghiacciata. Le testimonianze geologiche indicano invece che l'acqua liquida era già stabile, creando una contraddizione che gli scienziati cercano di risolvere da decenni.
Una possibile spiegazione arriva dall'osservazione di stelle giovani simili alla nostra. I dati raccolti dal telescopio spaziale Kepler, ormai fuori servizio, mostrano che questi astri possono produrre enormi superflares con grande frequenza, accompagnate dall'emissione di particelle energetiche. Se il Sole primordiale si comportava nello stesso modo, la Terra sarebbe stata investita regolarmente da intensi flussi di protoni.
Per verificare gli effetti chimici di questo scenario, il gruppo ha preparato una miscela sigillata contenente azoto molecolare, ammoniaca, anidride carbonica e monossido di carbonio. Il successivo bombardamento con protoni ha innescato diverse reazioni, compresa la formazione di protossido di azoto. Questo composto è un gas serra circa 300 volte più potente dell'anidride carbonica e avrebbe potuto aiutare l'atmosfera primordiale a trattenere il calore.
Il risultato non significa che le tempeste solari abbiano certamente risolto da sole il problema della temperatura terrestre. La stessa analisi avverte che non tutto il protossido di azoto prodotto sarebbe rimasto nell'atmosfera, anche a causa dell'intensa radiazione ultravioletta del Sole giovane. L'esperimento dimostra quindi che il meccanismo è chimicamente plausibile, ma non determina ancora quanto gas fosse realmente presente.
Per valutare il contributo effettivo delle tempeste solari bisognerà quantificare la concentrazione raggiungibile, la durata dei composti e la compatibilità del modello con gli archivi geologici. Anche la composizione esatta dell'atmosfera di tre miliardi di anni fa resta oggetto di studio: modificare le proporzioni iniziali potrebbe cambiare sensibilmente la chimica atmosferica osservata nella camera sperimentale.
La nuova ipotesi unisce l'attività magnetica di una stella giovane all'evoluzione climatica del pianeta che le orbita attorno. Potrebbe quindi essere utile anche per interpretare sistemi planetari lontani, nei quali una stella apparentemente ostile produce al tempo stesso particelle capaci di favorire reazioni decisive. Si tratta comunque di un processo riferito alla Terra primordiale, su tempi e condizioni differenti da quelli del cambiamento climatico contemporaneo.
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