Bruce Fegley esamina un meteorite. Credito immagine: WUSTL Clicca per ingrandire
Usando meteoriti primitivi chiamati condriti come loro modelli, scienziati terrestri e planetari della Washington University di St. Louis hanno eseguito calcoli di degassificazione e hanno dimostrato che l'atmosfera della prima Terra era ridotta, piena zeppa di metano, ammoniaca, idrogeno e vapore acqueo.
Nel fare questa scoperta, Bruce Fegley, Ph.D., professore di scienze della terra e planetarie della Washington University in Arts & Sciences, e Laura Schaefer, assistente di laboratorio, rinvigoriscono una delle teorie più famose e controverse sulle origini della vita, la Miller del 1953 -Esperimento grigio, che ha prodotto composti organici necessari per far evolvere gli organismi.
I condriti sono campioni relativamente inalterati di materiale proveniente dalla nebulosa solare, Secondo Fegley, che dirige il Planetary Chemistry Laboratory dell'Università, gli scienziati hanno creduto a lungo che fossero i mattoni dei pianeti. Tuttavia, nessuno ha mai determinato quale tipo di atmosfera genererebbe un primitivo pianeta condrite.
"Partiamo dal presupposto che i pianeti si sono formati da materiale condritico e abbiamo sezionato il pianeta in strati e abbiamo usato la composizione del mix di meteoriti per calcolare i gas che si sarebbero evoluti da ciascuno di questi strati", ha detto Schaefer. "Abbiamo trovato un'atmosfera molto riduttiva per la maggior parte delle miscele di meteoriti, quindi c'è molto metano e ammoniaca."
In un'atmosfera riducente, l'idrogeno è presente ma l'ossigeno è assente. Affinché l'esperimento Miller-Urey funzioni, è necessario creare un'atmosfera riducente. Un'atmosfera ossidante rende impossibile la produzione di composti organici. Tuttavia, un grande contingente di geologi ritiene che esistesse un'atmosfera povera di idrogeno e ricca di anidride carbonica perché usano i moderni gas vulcanici come modelli per l'atmosfera iniziale. I gas vulcanici sono ricchi di acqua, anidride carbonica e anidride solforosa ma non contengono ammoniaca o metano.
"I geologi contestano lo scenario di Miller-Urey, ma quello che sembrano dimenticare è che quando si assembla la Terra dai condriti, si sono sviluppati gas leggermente diversi dal riscaldamento di tutti questi materiali che si sono riuniti per formare la Terra. I nostri calcoli forniscono una spiegazione naturale per ottenere questa atmosfera riducente ", ha detto Fegley.
Schaefer ha presentato i risultati durante l'incontro annuale della Divisione di scienze planetarie dell'American Astronomical Society, che si è tenuto dal 4 al 9 settembre a Cambridge, in Inghilterra.
Schaefer e Fegley hanno esaminato diversi tipi di condriti che gli scienziati della terra e dei pianeti ritengono essere strumentali per rendere la Terra. Hanno usato sofisticati codici informatici per l'equilibrio chimico per capire cosa succede quando i minerali nei meteoriti vengono riscaldati e reagiscono tra loro. Ad esempio, quando il carbonato di calcio viene riscaldato e decomposto, forma gas di anidride carbonica.
"Diversi composti nella Terra condritica si decompongono quando vengono riscaldati e rilasciano gas che ha formato la prima atmosfera terrestre", ha detto Fegley.
L'esperimento Miller-Urey presentava un apparato in cui veniva collocata un'atmosfera di gas riducente che si pensava esistesse sulla Terra primitiva. La miscela fu riscaldata e data una carica elettrica e si formarono semplici molecole organiche. Mentre l'esperimento è stato discusso dall'inizio, nessuno aveva fatto calcoli per prevedere l'atmosfera della Terra.
"Penso che questi calcoli non siano mai stati fatti prima perché sono molto difficili; usiamo un codice speciale ", ha detto Fegley, il cui lavoro con Schaefer sulla degassificazione di Io, la più grande luna di Giove e il corpo più vulcanico del sistema solare, è servito da ispirazione per l'attuale lavoro sull'atmosfera terrestre.
Fonte originale: Comunicato stampa WUSTL
