Da Stephen Battersby

PER miliardi di anni, la Terra è stata in un pericoloso viaggio attraverso lo spazio. Mentre il nostro pianeta gira intorno al sole, l’intero sistema solare intraprende un viaggio molto più grande, girando il nostro universo insulare ogni 200 milioni di anni. Ci siamo fatti strada attraverso il disco della Via Lattea, siamo andati alla deriva attraverso brillanti braccia a spirale, abbiamo sfidato l’oscurità stigiana di fitte nebulose e abbiamo assistito alla spettacolare morte di stelle giganti.

Molte di queste meraviglie potrebbero essere state mortali, piovendo radiazioni letali sulla superficie terrestre o lanciando enormi missili sul nostro cammino. Alcuni potrebbero aver spazzato via fasce di vita, distrutto continenti o trasformato il pianeta in ghiaccio. Altri potrebbero essere stati più benigni, forse anche seminando i semi della vita.

Per ora, questa è una congettura. Non possiamo ripercorrere il nostro percorso attraverso la mischia gravitazionale della galassia, ancora meno calcolare quali incidenti ci sono accaduti dove e quando. La Terra stessa, le sue rocce costantemente riciclate dalla tettonica a placche e rimodellate dall’erosione, è notevolmente dimenticata degli assalti passati dallo spazio.

Ma un deposito dei nostri ricordi cosmici potrebbe essere a portata di mano. Il suolo e le rocce della luna resistono indisturbati per eoni. In profondità sotto la superficie lunare potrebbe trovarsi un archivio del viaggio del nostro pianeta. Ciò che la Terra dimentica, la luna ricorda.

Molto tempo fa, in questa galassia ma molto, molto lontano the il cielo è pieno di stelle luminose e nebulose incandescenti, molto più dense dei cieli addomesticati di oggi. Ma questa scena non è per durare. Una grande onda curva di stelle raccoglie il sistema solare come un rottame di relitti, spazzandolo fuori nelle frange galattiche vuote, lontano dalla sua patria dimenticata.

Oggi, il sistema solare percorre un percorso quasi circolare intorno alla nostra galassia, mantenendo una costante di 30.000 anni luce tra noi e il nucleo galattico ribollente. Una volta pensavamo che la maggior parte delle stelle restasse in orbite così tranquille per tutta la vita. Il nostro giro potrebbe essere stato più eccitante. I caratteristici bracci a spirale di una galassia come la Via Lattea sono onde di maggiore densità, regioni in cui stelle e gas sono un po ‘ più vicini che altrove nel disco della nostra galassia. La loro gravità aggiuntiva è normalmente troppo debole per alterare di molto il percorso di una stella, ma se la velocità orbitale della stella corrisponde alla velocità con cui il braccio a spirale sta ruotando, allora la forza extra ha più tempo per entrare in vigore (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol 336, p 785). “È come i surfisti sull’oceano – se stanno remando troppo lentamente o troppo velocemente non arrivano da nessuna parte. Devono corrispondere alla velocità giusta, quindi vengono spinti”, afferma Rok Roskar dell’Università di Zurigo, in Svizzera.

Le simulazioni di Roskar mostrano che una stella fortunata può cavalcare l’onda per 10.000 anni luce o più. Il nostro sole potrebbe essere un tale surfista. Alcune misurazioni implicano che il sole sia più ricco di elementi pesanti rispetto alla stella media nel nostro quartiere, suggerendo che sia nato nella trafficata zona centrale della galassia, dove i venti stellari e le stelle che esplodono arricchiscono la birra cosmica più che nei sobborghi galattici. Il buffeting gravitazionale che il sistema solare ha ricevuto potrebbe anche spiegare perché Sedna, una grande palla di ghiaccio alle estremità del sistema solare, viaggia su un’orbita sconcertante e enormemente allungata (arxiv.org/abs/1108.1570).

Questa è una semplice prova circostanziale. Ma potremmo trovare tracce più dirette di inquietanti incidenti del lontano passato

Il cielo fiorisce di brillanti stelle giovani blu-bianche, alcune ancora avvolte in una garza del gas da cui si sono formate. Il più luminoso brilla con la luce di 20.000 soli, ma la sua brillantezza è un segnale di avvertimento. Presto la stella esploderà, bandendo la notte per diverse settimane. A differenza del calore vivificante del sole, questa luce porterà la morte.

In un vicino braccio a spirale della Via Lattea, a più di 1000 anni luce dalla posizione attuale del nostro sistema solare, si trova la nebulosa di Orione, un luogo di nascita di stelle giganti. Il nostro sistema solare deve a volte essere andato alla deriva molto più vicino a tali vivai stellari. Per farlo è flirtare con il disastro. Una stella massiccia brucia rapidamente il suo carburante, e in pochi milioni di anni il suo nucleo può collassare, scatenando la vasta energia di una supernova.

I raggi X di una supernova distante solo decine di anni luce potrebbero esaurire o distruggere lo strato di ozono terrestre, lasciando entrare i dannosi raggi ultravioletti del sole. Protoni ad alta energia, o raggi cosmici, continuerebbero a bombardare la Terra per decenni, esaurendo l’ozono, danneggiando i tessuti viventi e possibilmente seminando nuvole per innescare il cambiamento climatico. Tali convulsioni potrebbero aver innescato alcune delle estinzioni di massa che così crudelmente punteggiano la storia della vita sulla Terra – forse anche accelerando la scomparsa dei dinosauri 65 milioni di anni fa, secondo una teoria formulata negli 1990.

Le prove per supernove passate sono sottili sul terreno, anche se nel 1999 ricercatori tedeschi hanno trovato tracce di ferro-60 nei sedimenti del Pacifico meridionale (Physical Review Letters, vol 83, p 18). Questo isotopo, con un’emivita di 2,6 milioni di anni, non viene prodotto in quantità significative da alcun processo sulla Terra, ma viene espulso dalle supernove. L’interpretazione è contestata, ma se iron-60 è l’impronta sporca di una supernova, suggerisce che una stella è esplosa solo pochi milioni di anni fa entro circa 100 anni luce da noi.

Lo scienziato planetario Ian Crawford di Birkbeck, Università di Londra, suggerisce che possiamo guardare alla luna per trovare chiare prove di tali astro-catastrofi. ” La luna è una spugna gigante che assorbe tutto ciò che gli viene lanciato mentre andiamo in giro per la galassia”, dice. Raggi cosmici da una supernova saranno arare nella luna, lasciando scie di danni in minerali di superficie che saranno visibili al microscopio e bussare atomi in procinto di creare isotopi esotici come krypton – 83 e xenon-126.

“La luna è una spugna gigante che assorbe tutto ciò che gli viene lanciato mentre andiamo in giro per la galassia”

Sebbene il suolo lunare sia durevole, nel corso di miliardi di anni una pioggia costante di raggi cosmici oscurerebbe i record di singoli eventi, anche quelli estremi come una supernova vicina. Crawford, insieme a Katherine Joy del Lunar and Planetary Institute di Houston, Texas, e colleghi, pensa che il trucco sarà quello di cercare quei siti relativamente rari con una sequenza di colate laviche. Quando la roccia fusa trasuda sulla superficie e si raffredda, inizia a raccogliere tracce di raggi cosmici; se è poi coperto, conserva una registrazione incontaminata del tempo in cui è stato esposto. I flussi di lava possono essere datati con precisione misurando i prodotti di decadimento degli elementi radioattivi al loro interno (Terra, Luna e pianeti, vol 107, p 75).

I veicoli spaziali hanno già individuato molte allettanti colate di lava lunare. Finora risalgono tutti a più di un miliardo di anni, a un tempo in cui la luna era più calda e quindi più vulcanicamente attiva. Crawford spera di trovare pile di lava più piccole e più recenti o strati di roccia sciolti da grandi impatti. Sepolti all’interno possono essere registrazioni di supernove che possiamo confrontare con i reperti fossili della Terra per vedere se corrispondono a un’estinzione di massa. Rocce molto più antiche potrebbero dirci se le supernove vicine fossero più frequenti in passato – forse un segno che una volta abbiamo viaggiato attraverso i tratti interni più densi e movimentati della galassia.

E la luna può contenere altri ricordi

L’oscurità sta arrivando. Inizia con solo una piccola macchia di nero senza stelle, ma cresce lentamente fino a cancellare il cielo. Per mezzo milione di anni, il sole è l’unica stella visibile. Mentre la polvere e il gas alieni piovono e pervadono la nostra atmosfera, la Terra è avvolta in una nuvola bianca e afferrata dal ghiaccio; uno specchio pallido verso l’oscura nube cosmica sovrastante.

Il gas interstellare permea la Via Lattea, ma non in modo uniforme. Il sistema solare ora abita una zona insolitamente vuota di spazio, la bolla locale, con un solo atomo di idrogeno ogni cinque centimetri cubici di spazio. In passato dobbiamo essere andati alla deriva attraverso nubi di gas molto più dense, tra cui alcuni più di 100 anni luce attraverso i cui interni freddi e scuri idrogeno si forma in molecole.

In tali nebulose, la Terra potrebbe aver preso un raffreddore. Di solito, l’interno del sistema solare è protetto dalle dure radiazioni interstellari dal vento solare, un flusso di particelle cariche che scorre in profondità nello spazio, formando un enorme scudo elettromagnetico chiamato eliosfera. Quando il gas interstellare diventa più denso, il vento solare non può spingersi fino a qui e l’eliosfera si restringe. Sopra una densità di circa 1000 molecole per centimetro cubo, si contrarrà all’interno dell’orbita terrestre. Questo potrebbe accadere ogni poche centinaia di milioni di anni.

L’accumulo di idrogeno nell’alta atmosfera terrestre altererebbe la sua chimica, creando uno strato nuvoloso riflettente, mentre la polvere potrebbe imitare l’effetto di ombreggiatura degli aerosol di solfato dalle eruzioni vulcaniche. Alex Pavlov dell’Università del Colorado, Boulder, dice che la polvere da sola potrebbe innescare un’era glaciale globale, o “Terra a palle di neve” (Geophysical Research Letters, vol 32, p L03705).

Sappiamo che la Terra ha subito tali episodi, tra cui grandi brividi circa 650 e 700 milioni di anni fa. La loro causa rimane oscura. Potrebbe essere stato l’erosione delle montagne che ha estratto l’anidride carbonica dall’aria, o eruzioni vulcaniche, o cambiamenti nell’orbita terrestre attorno al sole – o una nuvola nera nello spazio.

Poi di nuovo, le nuvole potrebbero aver avuto un’influenza più felice sulla Terra. William Napier dell’Università di Buckingham nel Regno Unito ha suggerito che potrebbero essere posti di sosta per la vita, proteggendo i microrganismi dai raggi cosmici e spruzzandoli su qualsiasi pianeta ricettivo mentre passa (International Journal of Astrobiology, vol 6, p 223).

La luna potrebbe ancora raccontarci la storia della Terra. Lassù, la polvere aliena si sarebbe depositata per mescolarsi con il suolo lunare. Avrebbe una firma chimica distintiva, con alti livelli di uranio-235 e altri isotopi che vengono generati in supernove e sparsi nello spazio. Idealmente, la polvere sarebbe sepolta sotto un flusso di lava a portata di mano.

Arrivare ad esso non sarà facile. ” Potremmo aver bisogno di affondare un trapano in un’area nota per avere molte colate di lava”, dice Joy. La creazione di una piattaforma di perforazione sulla luna va oltre le nostre attuali capacità, ma Joy sottolinea che gli strati di lava sono esposti in alcune pareti di crateri da impatto e lunghe scanalature sulla superficie lunare chiamate riles. Una sonda robotica potrebbe calarsi lungo una parete del cratere e scavare il terreno intrappolato tra le colate di lava, suggerisce Crawford.

Quel suolo potrebbe anche contenere frammenti minerali che raccontano un altro capitolo dell’odissea della Terra – una storia di rocce e relitti.

La debole stella rossa sembra innocua all’inizio, una macchia appena percettibile supera di 10.000 altri punti luce. Ma cresce. In poche migliaia di anni, diventa la stella più luminosa del cielo. Fuori nella nube di Oort ben oltre Plutone, gigantesche sfere di ghiaccio e roccia iniziano a deviare dalle loro orbite delicatamente bilanciate e si muovono verso il sole. Presto i cieli pullulano di comete-malefici per la Terra.

La superficie snocciolata della luna registra eoni di bombardamento. Gli astronauti dell’Apollo hanno trovato molti campioni di antica roccia fusa, rivelando che circa 4 miliardi di anni fa il sistema solare interno veniva colpito da corpi massicci.

Si pensa che questo “pesante bombardamento tardivo” sia stato causato dai movimenti dei pianeti esterni Urano e Nettuno che disturbano gli asteroidi nella fascia di Kuiper, dove risiede Plutone. Gli incidenti nella nostra odissea galattica avrebbero scatenato altre tempeste di comete e asteroidi. Stelle di passaggio o nuvole di polvere potrebbero aver innescato un picco una tantum nel bombardamento. Un modello più regolare di nuova formazione del cratere potrebbe riflettere un incontro ripetuto sul nostro percorso intorno alla galassia-passando attraverso un braccio a spirale particolarmente denso e immutabile, per esempio.

Per scoprirlo avremmo bisogno di visitare una varietà di superfici, prendendo piccoli campioni di roccia per determinare la loro età, e poi facendo un attento censimento dei crateri per vedere come il tasso di impatto ha oscillato. I terreni sepolti potrebbero aiutare, dice Joy. “Potremmo trovare frammenti che ci direbbero che tipo di asteroidi o comete stavano colpendo la luna.”

Per il momento, possiamo solo guardare il volto scosceso del nostro vecchio compagno e chiederci quali storie ha da raccontare. Se le agenzie spaziali del mondo si attengono ai loro piani attuali, delineati nella Roadmap di esplorazione globale del 2011,” dovrebbe essere possibile iniziare ad accedere ai depositi antichi entro pochi decenni”, afferma Crawford. Quindi, forse, possiamo iniziare a scrivere la versione definitiva dell’epica odissea della Terra.

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