Pianeti che potremo chiamare "Terra" - parte 2

L’articolo seguente è stato tradotto e rielaborato da un articolo di Dimitar Sasselov e Diana Valencia (Scientific American, Agosto 2010)


VIAGGIO AL CENTRO DI ALTRE “TERRE”

Dovrebbero esistere due precipue categorie di esopianeti assimilabili alla Terra. La principale discrepanza fra esse è la posizione di una pianeta al momento della sua formazione. Infatti, se un esopianeta si fosse formato limitrofo alla propria stella, una considerevole quantità di esso sarebbe formata da particelle primordiali di ghiaccio, «sottratto» dal disco di materia che orbitava la stella stessa. L’acqua, dunque, abbonderebbe su questi pianeti, a differenza dei pianeti terrestri che orbitano il nostro Sole. Al contrario, pianeti distanti dal Sole non avrebbero potuto ospitare l’acqua in nessuno dei suoi stati, e la loro supreficie sarebbe dunque arida e secca.a

E’ assodato che un pianeta roccioso inizia la propria esistenza a delle temperature molto elevate e, col passare del tempo, tutti i materiali fusi raffreddano emettendo calore nello spazio attiguo. Nel magma solido si formano ferro e vari cristalli a base di silicato. A seconda della quantità di ossigeno, quantità variabili di ferro rimangono allo stato liquido e sprofondano nelle viscere del pianeta. Successivamente, come la Terra, il pianeta assumerebbe una stratificazione interna caratterizzata da un centro ferroso e un mantello composto predominantemente da silicato.

Nella Terra, il centro si è raffreddato al punto di consentire alla sua parte interna di solidificarsi, mentre quella esterna è ancora allo stato liquido, caratterizzata da perpetue correnti. Gli scienziati congetturano che la convezione del nucleo esterno sia indispensabile per la presenza di un campo geomagnetico.

Come dimostrano recenti calcoli, in pianeti massicci, che da adesso «super-Terre», l’elevata pressione consente al ferro di solidificarsi anche a temperature pari a 10.000 gradi Kelvin. Queste temperature possono essere superate soltanto nelle prime fasi della vita di un pianeta. Così, una super-erra potrebbe avere un nucleo completamente solido e, dunque, non avere un campo magnetico globale. Sulla Terra, il campo magnetico ci protegge dai nocivi venti solari e dai raggi cosmici (per approfondire, clicca qui), ma i suoi effetti su altri pianeti rimangono ancora un arcano.


Un pianeta ricco di acqua avrebbe evoluto una caratteristica alquanto atipica. Dopo i diversi strati del nucleo, del mantello e della crosta, ci sarebbe un intero strato d’acqua. In breve, un solo e mastodontico oceano ricoprirebbe tutta la superficie. L'acqua si solidifica sia se raffreddata che pressurizzata. Quindi, sopra il mantello di silicato si formerebbe un altro mantello solido, composto da ghiaccio caldo e incandescente. Ma esso non sarebbe ghiaccio comune, ma bensì ghiaccio dei tipi VII, X e XI, osservati solamente in laboratorio.

A prescindere dal fatto che abbia più o meno acqua, una super-Terra eserciterebbe una pressione inimmaginabile sui suoi strati interni. Brevemente, un pianeta massiccio è più denso di un pianeta esiguo con la stessa e analoga composizione. In queste condizioni, materiali duri e rocciosi diventerebbero ancora più duri, probabilmente più dei diamanti. I ricercatori usano modelli teorici per stabilire come si comportano i materiali terrestri in queste condizioni.

Per esempio, gli scienziati hanno recentemente scoperto una nuova struttura, o fase, dei materiali sulla Terra, denominata postperovskite. Sebbene costituisca un'irrisoria porzione del nostro mantello, sulle super-Terre occuperebbe la maggior parte del mantello.

Apprendendo la struttura interna di una pianeta e i materiali che formano ciascun strato, siamo solo a metà strada. Il prossimo passo è stabilire se il pianeta è geologicamente attivo, come la Terra, o quasi immobile e ghiacciato, come Marte.

Sulla Terra, la convezione del mantello è il motore della maggior parte dei processi geologici. Sotto le placche che compongono la Terra, il mantello si agita mentre trasporta il proprio calore interno in direzione della superficie e, dopo essersi raffreddato, si ritrae. Il calore è in parte perso a seguito della formazione del pianeta stesso, e in parte viene “guadagnato” dal decadimento di elementi radioattivi nel mantello. Gli scienziati si aspettano dalle super-Terre rocciose una concentrazione simile a quella terrestre di fonti di calore radioattivo o, quantomeno, di uranio e torio, poiché questi elementi sono distribuiti uniformemente nello spazio e prendono parte alla formazione di un pianeta.

Pianeti che potremo chiamare "Terra" - parte 2 Pianeti che potremo chiamare "Terra" - parte 2 Reviewed by Pietro Capuozzo on 11.8.10 Rating: 5
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