Il potassio terrestre è arrivato tramite il trasporto ad opera dei meteoriti, secondo una nuova ricerca guidata da Nicole Nie e Da Wang della Carnegie. Il loro lavoro, pubblicato su Science, mostra che alcuni meteoriti primitivi contengono una diversa miscela di isotopi di potassio rispetto a quelli trovati in altri meteoriti. Questi risultati possono aiutare a chiarire i processi che hanno plasmato il nostro Sistema Solare e determinato la composizione dei suoi pianeti. “Le condizioni estreme che si trovano negli ambienti stellari consentono alle stelle di produrre elementi utilizzando la fusione nucleare”, ha spiegato Nie, “Ogni generazione stellare semina la materia prima da cui nascono le generazioni successive e noi possiamo tracciare la storia di questo materiale nel tempo”. Parte del materiale prodotto all’interno delle stelle può essere espulso nello spazio, dove si accumula come nube di gas e polvere. Più di 4,5 miliardi di anni fa, una di queste nubi è collassata su sé stessa formando il nostro Sole. I resti di questo processo hanno formato un disco rotante intorno alla stella appena nata. Alla fine, i pianeti e gli altri oggetti del Sistema Solare si sono formati da questi resti, compresi i corpi genitori che in seguito si sono separati per diventare asteroidi e meteoriti. “Studiando le variazioni del record isotopico conservato nei meteoriti, possiamo risalire ai materiali di partenza da cui si sono formati e costruire una cronologia geochimica dell’evoluzione del nostro Sistema Solare”, ha aggiunto Wang, che ora lavora alla Chengdu University of Technology.
La foto riporta il meteorite al microscopio sezionato. Colori diversi rappresentano minerali diversi, perché la luce li attraversa in modi diversi. Gli aggregati minerali rotondi sono condrule, uno dei componenti principali delle meteoriti primitive.
Il potassio spaziale
Wang e Nie – insieme ai colleghi della Carnegie Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson e Conel Alexander – hanno misurato i rapporti di tre isotopi del potassio in campioni provenienti da 32 meteoriti diversi. Il potassio è particolarmente interessante perché è un elemento chiamato “moderatamente volatile”, che si chiama così perché ha un punto di ebollizione relativamente basso che lo fa evaporare abbastanza facilmente. Di conseguenza, è difficile cercare modelli precedenti al Sole nei rapporti isotopici dei volatili: non rimangono nelle condizioni di formazione delle stelle calde abbastanza a lungo da mantenere una registrazione facilmente leggibile. “Tuttavia, utilizzando strumenti molto sensibili e adatti, abbiamo trovato modelli nella distribuzione degli isotopi del potassio ereditati da materiali pre-solari e diversi tra i vari tipi di meteoriti”, ha detto Nie. Hanno scoperto che alcuni dei meteoriti più primitivi, chiamati condriti carbonacee, che si sono formati nel Sistema Solare esterno, contenevano più isotopi di potassio, prodotti da enormi esplosioni stellari, chiamate supernovae. Mentre altri meteoriti, quelli che si schiantano più frequentemente sulla Terra, chiamati condriti non carbonacee, contengono gli stessi rapporti di isotopi di potassio osservati sul nostro pianeta e in altre parti del Sistema solare interno. “Questo ci dice che, come in una torta impastata male, non c’è stata una distribuzione uniforme dei materiali tra l’esterno del Sistema solare, dove si sono formate le condriti carbonacee, e l’interno del Sistema solare, dove viviamo”, ha concluso Shahar.
Per anni, gli scienziati terrestri e planetari della Carnegie hanno lavorato per rivelare le origini degli elementi volatili della Terra. Alcuni di questi elementi potrebbero essere stati trasportati qui dal Sistema Solare esterno sul retro di condriti carbonacee. Tuttavia, poiché lo schema degli isotopi del potassio pre-solare, trovato nelle condriti non carbonacee corrisponde a quello osservato sulla Terra, questi meteoriti sono la probabile fonte del potassio del nostro pianeta.
