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Per centinaia di anni, dai tempi delle misurazioni di Tolomeo al sedicesimo secolo, in tutto il mondo occidentale si credeva che la Terra fosse il centro dell’Universo. Le stelle, i pianeti, la luna ed il Sole ruotavano attorno al nostro globo terracqueo, illuminandolo di luce e di calore.

Solo con la rivoluzione scientifica, nel sedicesimo secolo, ci siamo resi conto di quanto le cose fossero diverse, e dovettero passare ancora altre centinaia di anni prima che riuscissimo a comprendere l’evoluzione dei pianeti interni del sistema solare, che negli eoni sono diventati inferni di fuoco, oppure sono stati privati della loro atmosfera e vagano nudi nello spazio. E su almeno uno di questi pianeti, si è compiuto l’avvenimento più straordinario, la comparsa della vita complessa, il coronamento della storia di un impero di rocce, gas e ghiaccio…

Alcuni milioni di anni dopo il collasso della nebulosa che aveva dato origine al sole, i giganti gassosi erano del tutto formati e dominavano la scena; ma più all’interno, vicino alla giovane stella, quattro globi di roccia avevano combattuto per la supremazia delle loro orbite, ed ora, conclusasi la violenta fase del Tardo Bombardamento, stavano completando la loro evoluzione.

Il più interno, Mercurio, aveva una storia travagliata da migliaia di impatti durante il bombardamento. In particolare, verso la fine della pioggia di asteroidi, una delle collisioni era stata talmente grande da creare un immenso bacino da impatto, il Caloris, largo più di 1.500 chilometri. Le onde telluriche provocate dall’impatto si sarebbero poi concentrate agli antipodi del pianeta, corrugando la crosta rocciosa in onde concentriche, generando una vasta area di terreno caotico, fitto di valli e picchi; inoltre, l’energia liberata da questo e da altri impatti avrebbe parzialmente fuso il pianeta, riportandolo ad uno stato di intensa attività vulcanica, con la creazione di pianure laviche simili ai mari lunari. La fusione dell’interno del pianeta fu anche aiutata dalla grande eccentricità dell’orbita, provocando una compressione delle rocce capace di generare calore, e dall’alta densità degli elementi del nucleo di Mercurio, in grado di creare anche un debole campo magnetico, che perdura tutt’oggi.

La conseguenza più grave del bombardamento fu però la perdita dell’atmosfera di Mercurio, di cui oggi restano pochissime tracce, composta soprattutto di idrogeno, elio, sodio e potassio; il pianeta fu così lasciato nudo di fronte al Sole, privo di uno scudo protettivo delle radiazioni che ne bombardano la superficie, impedendo al calore di distribuirsi. A causa di ciò, durante la sua lenta rotazione Mercurio subisce un riscaldamento della parte esposta al sole oltre 420°, sufficienti a fondere il piombo, e al contempo la parte in ombra scende a meno di 150° sotto zero.
Il primo pianeta è un mondo nudo nel vuoto cosmico, immutato dal Tardo Bombardamento e tormentato dagli estremi di temperatura.
Ma così come l’assenza di atmosfera, anche il suo eccesso poteva generare effetti disastrosi, come nel caso del pianeta successivo: Venere.

Il Tardo Bombardamento spazzò via l'atmosfera di Mercurio, lasciandolo privo di fronte all'azione dei raggi solari. Nel corso dei milioni di anni, il pianeta più interno divenne un mondo tormentato tra estremi di fuoco e di gelo.

Il secondo pianeta era per molti versi un gemello della Terra, sia per dimensioni che per massa, ed il suo aspetto iniziale doveva essere molto simile, con la presenza di vasti, caldi oceani d’acqua. Ma la posizione più vicina di Venere lo portò a sentire in maniera molto più marcata il continuo aumento di attività del sole, mano a mano che la stella invecchiava. Con il tempo, il calore ricevuto aumentò in maniera tale da far evaporare gli oceani, generando un manto di nubi d’acqua novanta volte più massiccio di tutta l’atmosfera terrestre. Il calore trattenuto dalle nubi e la loro stessa immane pressione sulla superficie del pianeta portò le temperature a crescere inesorabilmente, fino a raggiungere il massimo di tutto il sistema solare, 460 gradi, abbastanza per deformare le rocce.

Grande peso nella creazione delle nubi ebbe anche l’intensa attività vulcanica, che con il tempo portò l’atmosfera ad essere composta soprattutto di anidride carbonica ed azoto, dato che l’acqua era nel frattempo stata dissociata dal vento solare. Le centinaia di vulcani di Venere modellarono la sua superficie in maniera simile a come altrove l’acqua era stata capace di scavare fossati e valli, ma utilizzando la roccia fusa al suo posto; l’attività fu così intensa che quando terminò, alcune centinaia di migliaia di anni fa, l’intera superficie del pianeta era stata fusa e plasmata.
Le condizioni proibitive di Venere impedirono al pianeta di sviluppare la vita, ma altrove, ai confini del sistema solare interno, le veniva offerta una possibilità.

L'attività vulcanica e la maggiore vicinanza al sole provocarono il riscaldamento di Venere a livelli mai visti prima nel sistema solare. La roccia fusa plasmò poi la superficie in un'unica eruzione superficiale di incredibile violenza. Da allora, non è stata più osservata attività vulcanica su Venere; il pianeta ha concluso la sua vita geologica in un colpo solo.

Questa possibilità era Marte; quarto dal sole e cugino più piccolo di Venere e della Terra, il pianeta rosso mostra molti segni, come la presenza di conformazioni di sale e vaste striature provocate dall’azione dell’acqua, di un passato lussureggiante. Nelle prime centinaia di milioni di anni della sua storia, l’attività vulcanica su Marte era abbastanza intensa da permettere la creazione di un’atmosfera ricca di molecole organiche e di anidride carbonica. Ancora più importante, la presenza di un campo magnetico proteggeva il pianeta dall’influsso del vento solare, impedendo alle molecole della sua atmosfera di disperdersi nello spazio.
Forse, durante questa primavera marziana, la vita ebbe modo di svilupparsi e crescere sulla superficie; ma la bella stagione del pianeta rosso sarebbe comunque durata poco.

Marte è molto più piccolo della Terra, e quindi la sua risorsa di calore interno era ben più limitata; mano a mano che il pianeta si raffreddava, i vulcani non riuscivano più ad eruttare nell’atmosfera anidride carbonica, e la mancanza di una tettonica a zolle, con il tempo, impedì al carbonio di riciclarsi, venendo disperso nello spazio. Il campo magnetico si indebolì assieme al nucleo che andava raffreddandosi, e l’atmosfera marziana divenne sempre più esposta alla luce ultravioletta del sole, che dissociò l’acqua presente nell’atmosfera. Con la mancanza di una pressione atmosferica sufficiente, altra acqua dalla superficie cominciò a disperdersi nello spazio, fino a quando tutti i mari scomparvero dalla superficie di Marte,che l’ossigeno residuo non poté fare altro che ossidare, dandogli il suo caratteristico color ruggine. Se vita complessa rimaneva, su Marte, fu costretta ad estinguersi. Nel corso di due miliardi di anni al massimo, il pianeta rosso era diventato un mondo sterile e desertico, in lenta contrazione. Proprio questo meccanismo di rimpicciolimento avrebbe creato la più spettacolare conformazione geologica del sistema solare: le Valles Marineris, canyon lunghi più di 3500 chilometri.

Quando l'attività geologica su Marte ebbe fine, la scomparsa del campo magnetico consentì al vento solare di dissociare l'atmosfera di Marte, disperdendola nello spazio. Ancora oggi, Marte perde migliaia di tonnellate di atmosfera ogni anno, riducendosi sempre più ad un pianeta nudo, freddo e spoglio.

Come nella favola di Riccioli d’Oro, tra un pianeta troppo caldo, Venere, ed uno troppo piccolo e freddo, Marte, la vita avrebbe avuto una possibilità nel pianeta di mezzo, la Terra. Ma quando il Tardo Bombardamento si era concluso, la superficie era completamente fusa, e lo sarebbe rimasta per centinaia di milioni di anni, in quanto la Terra primordiale abbondava di elementi pesanti, che, generando radioattività, contribuivano a mantenere il calore interno del mantello e del nucleo, un meccanismo che perdura oggi. Una parte importantissima l’avrebbe poi giocata la luna, formatasi in seguito all’impatto con il planetoide Theia, che per quanto fosse una sfera nuda e senza vita, aveva trasferito i proprio materiali più pesanti (ferro e nichel) nel cuore della Terra, aumentandone densità e massa. Inoltre, il satellite, con il suo ruolo gravitazionale, sarebbe stato importantissimo per l’erosione, ed il conseguente ciclo del carbonio, grazie alle maree, e per stabilizzare l’asse terrestre, impedendo alle stagioni di diventare troppo estreme.
Ma prima di arrivare ad oceani e vita, la Terra avrebbe dovuto raffreddarsi, un processo che impiegò centinaia di milioni di anni a compiersi; nel frattempo, dalle profondità del nucleo e dalle comete, stava giungendo l’elemento più importante nella futura storia del pianeta azzurro: l’acqua.

Ci vollero altre centinaia di milioni di anni prima che gli oceani si formassero, e sarebbero apparsi verdi, a causa dell’elevato contenuto di ferro, sotto un cielo rosso per l’anidride carbonica; nel frattempo, la roccia basaltica del mantello terrestre, densa e pesante, stava venendo sostituita da roccia granitica, più leggera, ma più resistente all’erosione del mare, che si raggruppò in enormi strati di crosta che galleggiavano su oceani di magma: erano nati i continenti.
Nei successivi miliardi di anni, le prime forme di vita si svilupparono timidamente, passando dai semplici amminoacidi a batteri; alcuni di questi batteri si specializzarono nella fotosintesi, utilizzando energia dal sole per sopravvivere, producendo dei sottilissimi strati di roccia, le stromatoliti, ed un gas di scarto: l’ossigeno.

Durante i primi miliardi di anni, gli oceani terrestri erano verdi, ed il cielo rosso. Ma la produzione di ossigeno nelle stromatoliti, conformazioni di batteri che si agglomeravano in grossi sassi oblunghi, consentì la sua diluizione nelle acque, dove ossidarono il ferro, e nell'atmosfera, aprendo la strada allo sviluppo della vita.

Un miliardo e mezzo di anni fa, le stromatoliti stavano comparendo dappertutto sulle spiagge della terra, in grossi blocchi oblunghi, e la produzione di metano andava crescendo, fino al punto in cui non poté più essere dissociato negli oceani (dove aveva ossidato il ferro, eliminando la loro sfumatura di verde) e nel terreno, e fu immagazzinato nell’atmosfera, diluendo l’anidride carbonica e dando al cielo il suo tipico colore azzurro. Forse, l’ossigeno avrebbe dissociato anche il metano presente nell’atmosfera, eliminando in parte l’effetto serra sul pianeta, che assieme ad un sole più debole avrebbe potuto portare ad una glaciazione globale, che sarebbe durata almeno duecento milioni di anni.

Un episodio simile accadde invece quasi sicuramente settecento milioni di anni fa, quando il gioco delle correnti oceaniche venne bloccato dal supercontinente Rodinia, precipitando la Terra in una glaciazione che la ricoprì completamente per alcune decine di milioni di anni.
Tuttavia, quando i ghiacci si ritirarono, diluirono negli oceani enormi quantità di nutrienti organici, in particolare fosforo, che diedero un’improvvisa accelerata all’evoluzione marina. 570 milioni di anni fa, nel Cambriano, avvenne una vera e propria esplosione di forme viventi, che diede alla Terra quel carattere unico nel sistema solare.
Nel frattempo, la produzione di ozono ebbe l’azione di schermare la luce ultravioletta del sole, consentendo alle forme di vita di espandersi sulla terraferma: prima le piante, poi gli animali.

Da allora, la vita sulla Terra ha conosciuto varie battute d’arresto, ma non si è mai fermata, ed è riuscita sempre a superare ogni crisi, confermandosi come il tesoro più prezioso di tutto il sistema solare.

Nel prossimo articolo, lasceremo i pianeti interni per osservare l’evoluzione dei giganti gassosi, ma soprattutto delle loro lune, alcune delle quali presentano caratteristiche davvero incredibili, e per molti versi simili a ciò che accade sulla Terra.

Approfondimenti

Qui trovate un mio articolo sulla glaciazione globale che, probabilmente, ricoprì la terra 700 milioni di anni fa.

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