L’alba del Sistema solare in tre varietà d’ossigeno

La meteorite carbonacea di Orgueil, in foto nella teca di trenta centimetri di diametro nella quale è attualmente esposta al Muséum National d’Histoire Naturelle di Parigi. Cadde nel 1864 nel sudovest della Francia ed è tra le condriti analizzate nello studio del team di Tartèse. Crediti: K. H. Joy

Una piccola percentuale di meteoriti contiene materiale organico. In particolare, alcune rare meteoriti note come condriti carbonacee sono ricche di composti organici e antiche quanto il Sistema solare. L’origine di questa materia organica, antica circa 4.5 miliardi di anni, può fornire indizi chiave per comprendere la nascita della vita sulla Terra, poiché, come ricorda Romain Tartèse dell’Università di Manchester, a capo di uno studio appena pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), «la Terra è un pianeta dinamico. I processi come la tettonica a placche e l’erosione hanno cancellato la maggior parte delle prime memorie della Terra», mentre «le condriti sono un’istantanea del primo Sistema solare, forniscono informazioni chiave su come si sono formati ed evoluti pianeti e protopianeti».

Per questo motivo, l’analisi dei materiali organici presenti nelle condriti potrebbe anche aiutare gli astronomi a studiare la potenziale abitabilità di altri sistemi planetari, avendo il nostro come paragone.

Le condriti carbonacee sono costituite dai primi materiali solidi (rocce, sostanze organiche, ghiaccio d’acqua e polveri a grana fine) formatisi nel Sistema solare. Quando vengono trovate sulla Terra e studiate, agiscono quindi come capsule del tempo, aiutandoci a capire come si sono formati ed evoluti i pianeti nel corso di miliardi di anni.

Un dettaglio dello strumento Cameca Nanosims con il quale sono state condotte le analisi. Crediti: K. L. Moore, Università di Manchester

Il nuovo studio di Tartèse e colleghi conferma che i materiali organici accresciuti negli asteroidi condritici si formarono probabilmente attraverso reazioni chimiche di base durante la fase infantile del nostro Sistema solare. Pertanto è possibile che simili reazioni siano diffuse anche in altri sistemi planetari. Per giungere a tale conclusione, i ricercatori hanno analizzato la composizione isotopica dell’ossigeno nei materiali organici trovati nelle condriti, in particolare in campioni provenienti dalla collezione del Muséum National d’Histoire Naturelle di Parigi. L’analisi fornisce la firma isotopica di un composto, una impronta digitale dei processi coinvolti nella sua formazione. Il team di ricercatori ha così individuato le origini dei materiali organici contenuti nelle meteoriti, costituiti da elementi chiave necessari per la vita, come carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo.

È la prima volta che si usa l’analisi isotopica ad alta precisione di tre isotopi dell’ossigeno per questo tipo di studi. Solitamente ci si concentra su idrogeno e azoto, ma l’ossigeno offre due vantaggi: è abbastanza abbondante nelle condriti e ha – appunto – tre isotopi stabili (16O, 17O e 18O), invece di due come idrogeno e azoto. Disporre di tre isotopi stabili aiuta a ottenere indizi critici per limitare l’origine dei composti organici presenti nelle meteoriti con una maggiore precisione rispetto ad averne solo due. «Il pattern isotopico dell’ossigeno era simile alla relazione che lega la composizione di Sole, asteroidi e pianeti terrestri. Quindi questo implica che, probabilmente, le sostanze organiche presenti nelle condriti carbonacee si sono formate attraverso reazioni chimiche avvenute nel Sistema solare primordiale, piuttosto che essere state ereditate dal mezzo interstellare», conclude Tartèse.

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Fonte: L’alba del Sistema solare in tre varietà d’ossigeno