Un'immagine "Blue Marble" della Terra presa dallo strumento VIIRS a bordo del satellite di osservazione della Terra della NASA - Suomi NPP - il 4 gennaio 2012.
(Immagine: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
Il pianeta Terra non ha un certificato di nascita per registrare la sua formazione, il che significa che gli scienziati hanno trascorso centinaia di anni a lottare per determinare l'età del pianeta. Allora, quanti anni ha la Terra?
Datando le rocce nella crosta in continua evoluzione della Terra, così come le rocce nei vicini della Terra, come la luna e i meteoriti in visita, gli scienziati hanno calcolato che la Terra ha 4,54 miliardi di anni, con un intervallo di errore di 50 milioni di anni.
Quanti anni hanno le tue rocce?
Gli scienziati hanno fatto diversi tentativi di uscire con il pianeta negli ultimi 400 anni. Hanno tentato di prevedere l'età in base al cambiamento dei livelli del mare, il tempo impiegato dalla Terra o dal sole per raffreddarsi per presentare le temperature attuali e la salinità dell'oceano. Man mano che la tecnologia di datazione progrediva, questi metodi si dimostrarono inaffidabili; per esempio, l'ascesa e la caduta dell'oceano hanno dimostrato di essere un processo in continua evoluzione piuttosto che progressivamente in declino.
E in un altro sforzo per calcolare l'età del pianeta, gli scienziati si sono rivolti alle rocce che ne coprono la superficie. Tuttavia, poiché la tettonica a zolle cambia costantemente e rinnova la crosta, le prime rocce sono state da tempo riciclate, fuse e trasformate in nuovi affioramenti.
Gli scienziati devono anche combattere un problema chiamato Great Unconformity, che è dove mancano strati sedimentari di roccia (nel Grand Canyon, ad esempio, ci sono 1,2 miliardi di anni di roccia che non possono essere trovati). Ci sono più spiegazioni per questa non conformità; all'inizio del 2019, uno studio ha suggerito che un'era glaciale globale ha causato la macinazione dei ghiacciai nella roccia, provocando la sua disintegrazione. La tettonica a zolle quindi gettò la roccia frantumata all'interno della Terra, rimuovendo le vecchie prove e trasformandola in nuova roccia.
All'inizio del XX secolo, gli scienziati hanno perfezionato il processo di datazione radiometrica. Ricerche precedenti avevano dimostrato che gli isotopi di alcuni elementi radioattivi decadono in altri elementi a un ritmo prevedibile. Esaminando gli elementi esistenti, gli scienziati possono calcolare la quantità iniziale di un elemento radioattivo e quindi il tempo impiegato per la decomposizione degli elementi, consentendo loro di determinare l'età della roccia.
Le rocce più antiche sulla Terra trovate fino ad oggi sono le gneiss di Acasta nel nord-ovest del Canada vicino al lago Great Slave, che hanno 4,03 miliardi di anni. Ma le rocce più vecchie di 3,5 miliardi di anni possono essere trovate in tutti i continenti. La Groenlandia vanta le rocce sovracrustali Isua (da 3,7 a 3,8 miliardi di anni), mentre le rocce nello Swaziland sono 3,4 miliardi a 3,5 miliardi di anni. I campioni nell'Australia occidentale vanno da 3,4 a 3,6 miliardi di anni.
Gruppi di ricerca in Australia hanno scoperto i più antichi chicchi minerali sulla Terra. Questi minuscoli cristalli di silicato di zirconio hanno un'età che raggiunge i 4,3 miliardi di anni, rendendoli i materiali più antichi trovati finora sulla Terra. Le loro rocce di origine non sono state ancora trovate.
Le rocce e gli zirconi fissano un limite inferiore all'età della Terra di 4,3 miliardi di anni, perché il pianeta stesso deve essere più vecchio di qualsiasi cosa si trovi sulla sua superficie.
Quando è nata la vita è ancora in discussione, soprattutto perché alcuni dei primi fossili possono apparire come forme rocciose naturali. Alcune delle prime forme di vita sono state trovate nell'Australia occidentale, come annunciato in uno studio del 2018; i ricercatori hanno trovato minuscoli filamenti in rocce di 3,4 miliardi di anni che potrebbero essere fossili. Altri studi suggeriscono che la vita abbia avuto origine anche prima. I tubi di ematite nella roccia vulcanica del Quebec avrebbero potuto includere microbi tra 3,77 e 4,29 miliardi di anni fa. I ricercatori che hanno esaminato le rocce nella Groenlandia sud-occidentale hanno anche visto strutture simili a coni che avrebbero potuto circondare le colonie microbiche circa 3,7 miliardi di anni fa.
Incontra i vicini
Nel tentativo di affinare ulteriormente l'età della Terra, gli scienziati hanno iniziato a guardare verso l'esterno. Il materiale che ha formato il sistema solare era una nuvola di polvere e gas che circondava il giovane sole. Le interazioni gravitazionali hanno riunito questo materiale nei pianeti e nelle lune all'incirca nello stesso momento. Studiando altri corpi nel sistema solare, gli scienziati sono in grado di scoprire di più sulla storia antica del pianeta.
Il corpo più vicino alla Terra, la luna, non sperimenta i processi di riemersione che si verificano attraverso il paesaggio terrestre. Come tale, le rocce della prima storia lunare siedono ancora sulla superficie della luna. I campioni restituiti dalle missioni Apollo e Luna hanno rivelato un'età compresa tra 4,4 e 4,5 miliardi di anni, contribuendo a limitare l'età della Terra. Come si è formata la luna è una questione di dibattito; mentre la teoria dominante suggerisce che un oggetto delle dimensioni di Marte si schiantò sulla Terra e che i frammenti alla fine si unirono nella luna, altre teorie suggeriscono che la luna si sia formata prima della Terra. [Correlati: come è stata formata la Terra?]
Oltre ai grandi corpi del sistema solare, gli scienziati hanno studiato piccoli visitatori rocciosi caduti sulla Terra. Le meteoriti provengono da una varietà di fonti. Alcuni sono scacciati da altri pianeti dopo collisioni violente, mentre altri sono pezzi rimanenti del primo sistema solare che non sono mai diventati abbastanza grandi da formare un corpo coeso.
Sebbene nessuna roccia sia stata deliberatamente restituita da Marte, esistono campioni sotto forma di meteoriti che sono caduti sulla Terra molto tempo fa, consentendo agli scienziati di fare approssimazioni sull'età delle rocce sul Pianeta Rosso. Alcuni di questi campioni sono stati datati a 4,5 miliardi di anni, supportando altri calcoli della data della prima formazione planetaria.
A più di 70 meteoriti caduti sulla Terra è stata calcolata la loro età in base alla datazione radiometrica. I più vecchi di questi hanno tra 4,4 e 4,5 miliardi di anni.
Cinquantamila anni fa, una roccia si lanciò dallo spazio per formare il cratere meteorico in Arizona. Frammenti di quell'asteroide sono stati raccolti dal bordo del cratere e chiamati per il vicino Canyon Diablo. Il meteorite Canyon Diablo è importante perché rappresenta una classe di meteoriti con componenti che consentono una datazione più precisa.
Nel 1953, Clair Cameron Patterson, un noto geochimico del California Institute of Technology, misurò i rapporti degli isotopi di piombo in campioni di meteorite che ponevano forti vincoli sull'età della Terra. I campioni di meteorite mostrano uno spread da 4,53 a 4,58 miliardi di anni. Gli scienziati interpretano questa gamma come il tempo necessario per l'evoluzione del sistema solare, un evento graduale che ha avuto luogo per circa 50 milioni di anni.
Utilizzando non solo le rocce sulla Terra ma anche le informazioni raccolte sul sistema che lo circonda, gli scienziati sono stati in grado di collocare l'età della Terra a circa 4,54 miliardi di anni. Per fare un confronto, la galassia della Via Lattea che contiene il sistema solare ha circa 13,2 miliardi di anni, mentre l'universo stesso è stato datato a 13,8 miliardi di anni.
Ulteriori letture:
- Scopri dove si trovano le rocce più antiche degli Stati Uniti.
- Scopri di più sulle rocce e sui minerali più antichi del mondo, dall'American Natural History Museum.
- Leggi di più sulla determinazione dell'età della Terra dal sondaggio geologico degli Stati Uniti.
Questo articolo è stato aggiornato il 7 febbraio 2019 dalla collaboratrice di Space.com Elizabeth Howell.
