GEOLOGIA/ Quando gli attori modificano il teatro: nuove ipotesi sull’evoluzione del pianeta Terra

- Nicola Sabatini

Guardare all’evoluzione della Terra, attraverso un nuovo studio che ci illustra NICOLA SABATINI, può aiutarci a capire come la vita ha cambiato i minerali sulla Terra

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Un brano di Antonello Venditti di qualche anno fa diceva “Che fantastica storia è la vita”, giudizio condivisibile non solo dal punto di vista esistenziale, ma anche e soprattutto dal punto di vista scientifico. Tanto che la comparsa della vita è stata affiancata da Oliver Sacks, grande neurofisiatra americano, ad altri due imperscrutabili “enigmi”: la nascita dell’universo e l’emergere della coscienza.

 

Lo scienziato che “ragiona” sulla vita, sul suo emergere e sulla sua evoluzione, si trova quasi di fronte a un abisso, che non solo riguarda il mistero dell’origine, quel “meccanismo” – se mai potrà essere trovato – che ha fatto sì che molecole di materia inanimata si siano organizzate in organismi via via sempre più complessi, ma anche i fattori che hanno influenzato tale sviluppo.

I tempi cosmici, le condizioni fisiche, chimiche, geologiche, le circostanze astronomiche più o meno fortunate sono solo alcuni dei tasselli di un immenso mosaico cosmico che ha consentito la comparsa del primo organismo unicellulare circa quattro miliardi di anni fa sulla Terra.

La notizia riportata da Science questo mese ci invita però a un paradossale cambiamento di prospettiva: per un attimo non ragioniamo più sulle condizioni che influenzano la vita come oggetto di studio, bensì sull’evidenza che la presenza diffusa di organismi viventi potrebbero – ma quasi certamente è così – avere influenzato, e pesantemente, l’evoluzione mineralogica del nostro pianeta.

Attenzione, avete letto bene: evoluzione dei minerali. La cosa potrebbe sembrare un gioco, un circolo vizioso da persona in cerca disperata di qualche idea originale, costi quello che costi, ma non è così. 

Robert Hazen, un dottorato in Scienze della Terra ad Harvard, ricercatore alla Carnegie Institution, insegnante alla George Mason University e autore di più di trecento pubblicazioni scientifiche, ci conduce attraverso la storia del pianeta Terra mettendo in luce i passaggi fondamentali dal punto di vista della composizione geologica della superficie del nostro pianeta, per farci partecipi di questo “cambiamento di prospettiva”.

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La storia, ovviamente, inizia da molto lontano, dall’origine stessa dell’Universo: la prima questione da tenere presente è che l’Universo primordiale è composto di pochi elementi chimici dal numero atomico molto basso (Idrogeno, Elio, Litio, ecc…), niente a che vedere con il Carbonio, il Ferro, il Calcio.

 

L’Universo alla nascita è fondamentalmente un “brodo” di elementi leggeri. Gli elementi pesanti compaiono con la formazione delle stelle e durante la loro morte: all’interno delle stelle infatti vengono “forgiati” elementi più pesanti dei primordiali attraverso i meccanismi di fusione nucleare, ma solo fino al Ferro; gli elementi più pesanti del Ferro, fino a quelli radioattivi, si formano durante le fasi finali delle stelle, quando le immani esplosioni di Supernovae liberano una quantità di energia tale da rendere possibile l’unione di atomi pesanti in elementi ancora più pesanti.

 

Ma questi elementi sono in massima parte ancora liberi di vagare per lo spazio in forma gassosa: i minerali in senso stretto, cioè gli agglomerati di atomi in reticoli cristallini, sono una rarità di dimensioni molto piccole.

 

I primi minerali nella storia del cosmo si pensa infatti siano stati minuscoli reticoli cristallini di atomi di Carbonio. Piccoli diamanti o grafiti, cui si aggiunse presto la compagnia di una dozzina di altri microcristalli. Siamo a circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang, e tale situazione si perpetua per decine di milioni di anni.

 

Ciò che dà da pensare è che sulla Terra di oggi, invece, possiamo contare almeno 4400 specie minerali, ma il numero è in difetto, perché molte altre ne dobbiamo scoprire. Come si è realizzata questa diversificazione?

 

Il lavoro di Hazen – e con lui altri sette scienziati – cerca di rispondere proprio a questa domanda, proponendo un nuovo modello di “evoluzione dei minerali”. L’idea-base di questo modello è scostarsi dall’approccio tradizionale, che vuole che le proprietà fisiche e chimiche specifiche dei minerali siano immutabili, per considerare la quarta dimensione fondamentale della geologia: il tempo. Per fare ciò il gruppo di Hazen ha immaginato di ricostruire lo scenario della nascita dei pianeti e l’evoluzione dei minerali al loro interno.

 

Il primo passaggio fondamentale è proprio la nascita dei pianeti rocciosi, che ha consentito la formazione di reticoli cristallini estesi e ha portato un primo innalzamento del numero delle specie minerali.

 

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Da qui lo studio si rivolge al nostro pianeta: attraverso quattro fasi, Hazen e i suoi sodali individuano motivi e modalità di alcuni passaggi nella storia terrestre che sarebbero inspiegabili senza ammettere una interazione fra i minerali della crosta terrestre – la litosfera – e la popolazione degli organismi viventi, la cosiddetta biosfera, che nei millenni hanno colonizzato l’intero pianeta. Dopo l’analisi formazione della Terra circa 4,6 miliardi di anni fa, processo che ha portato il numero dei minerali da una dozzina a più di 250, si possono individuare 4 fasi a partire dai colori che la superficie della Terra assumerà: abbiamo perciò la Terra Nera, la Terra Rossa, la Terra Bianca e la Terra Verde.

 

Come si può vedere ripercorrendo la storia narrata da Hazen, è la presenza della vita l’elemento imprescindibile che ha mutato il volto della Terra nei secoli, influenzando l’evoluzione mineralogica. I pianeti del sistema solare appaiono molto diversi dalla Terra, e solo sul nostro pianeta si è sviluppata una storia così dinamica (pensiamo a quanto sono differenti le superfici della Luna e di Mercurio: per lo più uniformi e sempre uguali a se stesse), la ragione è che “gli attori hanno modificato il teatro nel corso del tempo”, come dice Hazen.

 

Il tutto si mostra ai nostri occhi come un immenso meccanismo in cui sfere differenti interagiscono e modificano equilibri sempre provvisori, anche se giocati su lassi di tempo per noi lunghissimi. Perfino l’esistenza stessa dei minerali in quest’ottica può essere – secondo quello che dice Hazen – “una delle inevitabili fasi nell’evoluzione di un Universo che sta imparando a conoscere se stesso”.

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