LATE HEAVY BOMBARDMENT – INTENSO BOMBARDAMENTO TARDIVO
@ Ing. Silvano D’Onofrio
Sommario
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CHI HA RINGIOVANITO LA TERRA? ................................................................................................................ 1
LE CONFERME ................................................................................................................................................ 4
LA GRANDE BATTAGLIA ................................................................................................................................. 8
CHI HA RINGIOVANITO LA TERRA?
Raccontiamo un’altra storia.
Parliamo della storia di una battaglia. Non una battaglia qualsiasi, parliamo della più
grande battaglia combattuta nel nostro sistema solare. Quella tra i pianeti.
L’argomento non è semplice ma nemmeno difficile – dico al mio cane – Quindi se sei
interessato, beh allora … il viaggio sta per cominciare.
Per voi, se non siete di passaggio … buona lettura.
Ovviamente, caro Bleff, nessuno ha assistito e potuto raccontare questa grande guerra. Ma
ci sono le prove.
Tutto nasce dal fatto che le rocce della crosta terrestre hanno circa 4 miliardi di anni
(miliardo in più, miliardo in meno) ma la Terra si è formata almeno 800 milioni di anni
prima.
Il nostro pianeta ha 4,6 miliardi di anni, ma le più antiche rocce presenti superficie ne
hanno 800 milioni di meno.
Perché questa discrepanza?
“Circa 3,8 miliardi di anni or sono deve essere successo
qualcosa di veramente straordinario…..„
Il giallo dell’età diversa tra il pianeta e le sue rocce ha dato del filo da torcere a generazioni
di ricercatori.
Forse ora è stata finalmente trovata una soluzione plausibile, anche se resta ancora qualche
dubbio.
Le ipotesi
Circa 4 miliardi di anni fa l’intera crosta terrestre sarebbe stata completamente devastata
da un intenso bombardamento di asteroidi. I connotati del nostro pianeta risultarono
talmente modificati da renderlo praticamente irriconoscibile.
In sostanza la crosta terrestre subì una involontaria e drammatica “plastica facciale” che la
ringiovanì proprio di 800 milioni di anni.
Fu la violenza degli impatti ed il loro numero elevato a causare la completa distruzione
delle rocce più vecchie presenti sul nostro pianeta.
Facile a dirsi, diresti tu Bleff. Certo, ma per dimostrare la plausibilità di questa idea sono
stati necessari anni di ricerche di geologia e paleontologia misurando la radioattività di
alcuni elementi radioattivi e dei loro prodotti di decadimento che tali eventi “azzerano”
l’orologio radiometrico, come ad esempio il vulcanismo.
Le conferme
I modelli sulla formazione del Sistema solare ipotizzano infatti che la Terra sia nata
assieme a tutti gli altri corpi (Sole, pianeti, asteroidi, comete) per cui dobbiamo attribuire
la stessa età delle rocce più antiche osservate nel nostro sistema planetario. in particolare
certi tipi di meteoriti ed alcuni campioni di rocce lunari mostrano di avere con certezza una
età di 4,6 miliardi di anni.
Il nostro pianeta deve quindi essere loro coetaneo, anche se apparentemente non sembra
tale.
“800 milioni di anni dopo la nascita del sistema solare
avvenne quindi qualcosa che cambiò i connotati della
„
Terra.
E’ stato stimato in qualche centinaia di migliaia il numero complessivo di impatti di
asteroidi avvenuti in un tempo geologico molto limitato, con un tasso medio di un impatto
ogni 100 anni.
Alcuni dei crateri lasciati da questo catastrofico bombardamento cosmico dovevano
raggiungere dimensioni confrontabili a quelle dell’Europa, ovvero avere diametri pari a
diverse migliaia di chilometri.
Ma c’è di più.
Perchè, secondo i ricercatori, il bombardamento di asteroidi, oltre a rivoluzionare l’aspetto
della superficie terrestre, generò su di essa una notevole quantità di invasi e bacini più o
meno profondi in cui l’acqua poteva trovarsi ad alta temperatura in vere pozzanghere
d’acqua calda considerate potenziali incubatrici per lo sviluppo delle prime forme di vita.
Certo è che le grandi masse oceaniche fanno la loro comparsa dopo questo drammatico
evento .
Gli agenti esogeni (vento, pioggia, acqua, ghiaccio) ed endogeni (terremoti, vulcanismo,
attività tettonica) attivi nei quasi 4 miliardi di anni successivi hanno completamente
alterato e modificato l’aspetto della superficie terrestre per cui adesso è impossibile
scorgere un pur minimo segno di quel bombardamento cosmico.
Una prova di questo bombardamento potrebbero però essere ancora evidenti dal fatto che
sia la Luna che tutti i pianeti interni del nostro sistema planetario furono vittime di quello
stesso bombardamento. La maggiore parte dei crateri presenti nell’emisfero australe di
Marte sarebbe stata originata proprio da quell’evento.
L’assenza di atmosfera, nel caso della Luna, o comunque una minore o fortemente ridotta
attività tettonica, come nel caso di Marte, dovrebbero avere permesso una migliore
conservazione dei reperti, ovvero delle zone colpite dalla pioggia di asteroidi.
Alcuni ricercatori sostengono che il bombardamento non fu di asteroidi ma di comete che
hanno scaricato acqua e molecole organiche in abbondanza. Altri sostengono che non fu un
evento unico ma che furono eventi diversi in successione.
Così, quale che sia il vero colpevole, asteroidi o comete cadute drammaticamente in
abbondanza, ora il mistero è: da dove provengono? Cosa li ha scaraventate nel sistema
solare?
LE CONFERME
La Luna.
Sappiamo che la Luna si è formata a seguito di un impatto della Terra con un corpo delle
dimensioni di Marte (che è chiamato Theia o Orpheus). Da quest’impatto si sarebbe
generato abbastanza materiale, nell’orbita circumterrestre, da permettere la formazione
della Luna. Questo fu l’evento più traumatico dell’intera storia della Terra, e probabilmente
fu il momento in cui i nuclei della Terra e della Luna si sono venuti a formare.
La Terra e la Luna quindi hanno qualcosa in comune. Le rocce.
I siti di allunaggio dell’Apollo 15, Apollo 16 e Apollo 17 sono stati scelti in virtù della loro
prossimità ai bacini del Mare della pioggia, del Mare del nettare e del Mare della serenità.
Le rocce fuse raccolte in questi siti furono studiate sulla Terra e le loro età risultarono
essere comprese tra i 3,8 e i 4,1 miliardi di anni.
Se queste rocce fuse si formarono a seguito alla formazione di questi tre bacini d’impatto,
non solo questi tre grandi bacini si formarono in un breve intervallo di tempo ma, sulla
base della stratigrafia del suolo lunare, anche molti altri.
A metà anni ’70 si ipotizzarono che queste età fossero la traccia di un intenso
bombardamento cosmico subito dalla Luna che chiamarono cataclisma lunare e ritennero
che rappresentasse un drammatico aumento del tasso di bombardamento della Luna
avvenuto circa 3,9 miliardi di anni fa.
Studi sulla distribuzione delle dimensioni dei crateri degli altipiani suggeriscono che lo
stesso tipo di proiettili colpì Mercurio.
“Non ci sono dubbi. La Luna come la Terra e tutti i pianeti
interni del nostro sistema planetario furono vittime di quello
stesso bombardamento: l’Intenso bombardamento tardivo
„
Eta Corvi.
Eta Corvi è una stella della costellazione del Corvo con una massa quasi una volta e mezza
quella del Sole, da cui dista quasi 60 anni luce.
Cosa c’entra?
Altra conferma.
L’età stimata di Eta Corvi è di circa un miliardo di anni perciò è possibile che il suo sistema
si stia evolvendo in maniera simile al nostro.
L’Osservatorio Spaziale a Infrarossi Spitzer, ha rilevato segni di corpi ghiacciati che cadono
verso l’interno di questo sistema solare alieno. Questa “pioggia” somiglia moltissimo a
quella avvenuta miliardi di anni fa nel nostro Sistema Solare.
“Allora possiamo dire che le comete e altri oggetti ghiacciati che sono
stati raccolti da qualche parte del Sistema Solare sono stati gettati verso i
pianeti interni dall’Intenso Bombardamento Tardivo.
„
Vabbè – mi osserva il mio cane – ancora non mi hai spiegato da dove arrivano questi
asteroidi e cosa c’entra tutto questo con la grande battaglia del sistema solare?
Ecco ci siamo.
Uno dei problemi fondamentali nella planetologia è cercare di determinare come i corpi
planetari della parte interna del Sistema Solare si sono venuti a formare e si sono evoluti.
Come si sono venuti a formare, lo sappiamo. Un po’ meno come si sono evoluti.
Spieghiamo.
Circa 5 miliardi di anni fa, alla periferia della Galassia, c’era una nebulosa nella cui parte
centrale si sarebbe creata una area più densa e di conseguenza la nube, sotto la spinta della
forza gravitazionale, avrebbe cominciato a contrarsi. Nella zona centrale, la densità e la
temperatura sarebbero aumentate e si sarebbe formato il proto-Sole.
Dopo una manciata di milioni di anni (non miliardi), circa 4,6 miliardi di anni fa, la
contrazione avrebbe causato un aumento della velocità di rotazione e della forza centrifuga
del sistema. Così la nube si sarebbe appiattita, assumendo un aspetto simile a un disco
rotante intorno al Sole.
Nel frattempo nel disco circostante accrescevano alcuni corpi attraverso delle collisioni e
attirando frammenti più piccoli presenti nello spazio circostante. Si sarebbero formati così
i proto-pianeti, dai quali sarebbero derivati gli attuali pianeti, mentre il proto-Sole si
trasformava in una stella gialla e stabile.
Allo stato attuale si pensa che l’intero sistema solare abbia una dimensione di circa 80 UA
ovvero ottanta volte la distanza Terra-Sole.
Ma cosa c’è dentro?
Mercurio, poverino è il pianeta più vicino ad arrostirsi al Sole.
Poi Venere, che è un po’ un enigma per il fatto che gira al contrario (assieme a Urano) e
non è molto raccomandabile per starci a causa delle elevate temperature.
Ecco che ci stiamo noi: la Terra con il suo satellite la Luna e un troiano. Siamo l’unico
pianate del sistema solare dove è nata la vita, anche se abbiamo la tendenza a scordarcelo.
Poi Marte con due sassoloni (Deimos e Phobos) che gli girano attorno. E’ il pianeta che
più ci assomiglia.
Quindi ad una distanza di circa 2 UA fino a 3 UA c’è una fascia piena zeppa di asteroidi,
di cui 4 abbastanza grandicelli. Il più noto è Cerere.
Poi arriva una serie dei pianeti giganti gassosi: Giove (il più grosso di tutti, 2,5 volte la
massa di tutti gli altri pianeti messi insieme), anche lui ben fornito di satelliti (63, di cui i
più famosi sono Ganimede, Callisto, Io, e Europa e una gran serie di troiani che lo
precedono e lo seguono); Saturno (grosso l’equivalente di 95 masse terrestri),
famosissimo per i suoi anelli e anche lui con diversi satelliti (60 tra i quali Titano e
Encelado); Urano (14 masse terrestri) che forse a causa dello scontro con altro grosso
corpo celeste ha una inclinazione assiale superiore a 90° rispetto all’eclittica, anche lui ben
fornito di satelliti (27).
Tutti questi pianeti sono compresi in circa 19/20 UA.
Ad un distanza considerevole di 30 UA troviamo Nettuno, pianeta con 13 satelliti e ruota
in senso antiorario. E’ l’ultimo dei pianeti del sistema solare e compie una rotazione
attorno al Sole in circa 164 anni. Non sappiamo niente di lui.
Ed ora viene il bello. ( prendete fiato)
In una regione dello spazio che va da 35 UA a 70 UA c’è un grande anello (circa 40 UA,
praticamente più dell’intero sistema solare) occupato da detriti di ogni dimensione, ma
anche da corpi ghiacciati: la fascia di Kuiper.
Si pensa che la fascia di Kuiper contiene un numero indefinito di corpi, compreso tra dieci
milioni ed un miliardo. Si pensa che tra le 38 e le 50 UA siano presenti almeno 70mila
oggetti con dimensioni maggiori ai 10 chilometri di diametro. Le stime, che si estendono
agli oggetti fuori dalla portata visiva, parlano di 10 milioni di corpi con diametro superiore
ai 10 chilometri e di 10 miliardi di corpi con diametro che supera il chilometro.
“Tutti
questi corpi, detriti piccoli e grossi fino a
pianetini, sono i veri protagonisti di questa battaglia.
„
Plutone (39 UA) è il più grande pianeta nano della fascia di Kuiper, Ha un’orbita
relativamente eccentrica, inclinata di 17 gradi rispetto al piano dell’eclittica che arriva a
solo 29,7 UA dal Sole, mentre l’afelio è situato a 49,5 UA dal Sole. Potete capire che razza
di orbita percorre.
Plutone (con tutto un seguito di asteroidi chiamati plutonini) attraversa l’orbita di Nettuno
entrando con esso in risonanza, ovvero Plutone orbita due volte intorno al Sole ogni tre
orbite di Nettuno, che dette in parole povere si danno fastidio a vicenda ogni volta che si
incrociano con la loro forza di gravità.
Cosa significa?
Significa che questi asteroidi e pianetini interagiscono con Nettuno. E ogni volta che questi
corpi entrano in risonanza con Nettuno vengono letteralmente scaraventati all’interno del
sistema solare.
Ma non è finita.
Ora succede quello che è previsto dalla fisica, ovvero uno scambio di energia. In pratica
Nettuno da una spinta a questi pianetini (anche di enorme dimensione) conferendoli
energia e nello stesso tempo Nettuno perde quella concessa (conservazione della energia).
E’ quello che succede quando due persone vanno in bicicletta: la persona che riceva la
spinta accelera, mentre chi da la spinta perde velocità.
Con l’aumentare delle interazioni Nettuno perde così progressivamente energia e questo
destabilizza la sua orbita facendola passare in una orbita leggermente più lontana dal Sole.
Di conseguenza entra maggiormente nella fascia di Kuiper.
“Questo progressivo e costante ingresso di Nettuno nella fascia di Kuiper
scaraventava ulteriormente i pianetini (piccoli e grandi) nel sistema
„
solare.
Alcuni di essi andavano letteralmente ad infrangersi contro i pianeti interni, altri nel
passaggio nelle vicinanze di Urano venivano ulteriormente accelerati per effetto fionda
facendo proseguire la loro corsa.
Lo scambio di energia produceva un progressivo rallentamento di Urano che anch’esso si
spostava in un orbita più distante dal Sole.
I pianetini una volta che transitano nelle vicinanze di Saturno venivano a loro volta
scaraventati all’interno e anche Saturno si spostava di orbita verso l’esterno.
LA GRANDE BATTAGLIA
Ora, respirate profondamente, e se non ce la fate prendetevi un attimo di pausa o fatevi un
buon tè per leggere tutto d’un fiato il gran finale.
Giove non è un piccolo pianeta è il più grande, è il re dei pianeti.
Giove con la sua imponente massa conferiva ai pianetini e corpi ghiacciati che passavano
dalle sue parti una tale spinta da farli schizzare via dal sistema solare. Si pensa che la nube
di Oor posta dai 20.000 ai 100.000 UA dal Sole siano appunto questi pianetini e corpi
ghiacciati lanciati da Giove. Alcune di esse rallentano a formare le comete con orbite
fortemente eccentriche. Sono quelle che vediamo di tanto in tanto nei nostri cieli.
Ma Giove con la sua massa ha fatto di più.
E’ entrato in risonanza con la nuova orbita di Saturno nel rapporto 1:2. Questo significa
che ad una orbita di Saturno, ne corrisponde due di Giove con un grande scambio di
energie tra due giganti (come gli effetti delle maree generate dalla scambio di energia tra la
Terra e la Luna).
Gli effetti sono stati due. Il primo ha stabilizzato i troiani di Giove, che ora lo precedono e
lo seguono fedeli come tanti cagnolini. Il secondo effetto ha destabilizzato l’intero sistema
solare. Saturno si è spostato in una nuova orbita più vicino ad Urano che a sua volta è
entrato in risonanza con Nettuno facendolo ancor più penetrare nella fascia di Kuiper.
La conseguenza?
Un “Intenso Bombardamento Tardivo”
“Il 90% degli asteroidi e pianetini venivano letteralmente scaraventati
contro i pianeti interni con gli effetti che abbiamo visto sulla Terra.„
Un bombardamento continuo e devastante.
Si pensa che la Terra sia stata bombardata da qualcosa come 22.000 asteroidi da
lasciare crateri di oltre 20 km; 40 asteroidi da lasciare crateri di 1.000 km; e 5 asteroidi
da creare crateri di 5.00 km da fondere quasi tutta la crosta terrestre come abbiamo già
visto nella prima parte.
A questo punto voi mi domanderete perché questo bombardamento è chiamato tardivo. Il
motivo sta nel fatto che è avvenuto dopo la creazione del sistema solare.
Tardivo, per l’appunto.
Ok, io avrei finito. E’ stato interessante vero?
Interessante – mi risponde il mio cane- ma da dove arriva questa teoria?
Giusto.
Questa descrizione è avvenuta con l’avvento di computer sempre più potenti attraverso i
quali è stato reso possibile testare le più moderne teorie e mettere alla prova modelli più
complessi. Di fatto sono state inserite nei computer tutte le leggi fisiche (note) che
governano il sistema solare: il sole e tutti i pianeti, le loro masse, orbite, pianetini e
compagnia bella, tutte le nostre conoscenze in materia di astrofisica per testare i vari
modelli che gli scienziati proponevano. Un modello è affidabile se i risultati corrispondo
realmente alla situazione.
Il modello più affidabile è stato il modello di Nizza. In pratica è stato inserito la teoria
dell’intenso bombardamento tardivo e il computer ha tirato fuori esattamente la
configurazione attuale dei pianeti, compresa la fascia di Kuiper, la cintura degli asteroidi
tra Marte e Giove.
Ma ci sono alcune difficoltà. Sulla fascia di Kuiper per esempio. Secondo la teoria di Nizza
le orbite di questa fascia dovrebbero essere meno eccentriche rispetto a quella
osservata. La teoria di Nizza prevede una categoria di asteroidi chiamati asteroidi “grigi”
(non vi spiego cosa sono perchè ci vorrebbe un altro post) che non ci sono.
Inoltre non spiega da dove arrivano i pianeti Urano e Nettuno completamente diversi da
tutti gli altri. Hanno infatti composizioni completamente diverse dagli altri pianeti gassosi
come Saturno e Giove, diversi campi magnetici, diversa composizioni, inclinazione
dell’asse, rotazione attorno al Sole. Non si sa neppure quando si sono formati, quanto sono
vecchi, se si sono scambiati di posto. Niente.
Ma per noi ci basta e ci avanza.
fine
