Come si è formata la Terra dalle origini? Ecco la spiegazione della teoria più accreditata

La formazione della Terra è uno degli aspetti più affascinanti dell'astronomia, dal momento che, ad oggi, risulta essere l'unico pianeta a ospitare la vita. Tuttavia, al momento della sua formazione doveva apparire molto diversa da oggi: un luogo ostile e inospitale. Infatti per raggiungere le attuali condizioni ambientali sono stati necessari circa 4,5 miliardi di anni e durante questo periodo si sono verificate numerose estinzioni di massa, eventi vulcanici catastrofici, impatti meteorici e glaciazioni. Ma come si è formata la Terra? Sono state formulate numerose teorie per provare a rispondere a questa domanda, molte delle quali sulla scia di quelle legate al Big Bang e alla nascita dell'universo, ma ad oggi il modello più largamente accettato è quello dell'accrezione planetaria (cioè dell'accrescimento da una nube di gas e polveri a un pianeta solido). Approfondiamo meglio l'argomento.

Da polveri a proto-pianeti

Circa 4,6 miliardi di anni fa, il nostro sistema solare era ancora in uno stadio primordiale, composto da una nube discoidale di gas e polveri che orbitava attorno a un neoformato Sole. Nel corso dei milioni di anni successivi, i detriti spaziali, con diverse dimensioni e velocità di rotazione, iniziarono inevitabilmente a collidere tra di loro, formando aggregati solidi di dimensioni sempre crescenti. Così, le polveri si trasformarono in ciottoli, e i ciottoli si aggregarono a formare corpi più grandi, noti come planetesimi, veri e propri ammassi rocciosi con dimensioni anche di diverse centinaia di chilometri. I planetesimi sono i mattoni fondamentali per la formazione dei pianeti.

Alcuni di questi corpi planetari raggiunsero una massa tale da esercitare una forza gravitazionale sui corpi rocciosi circostanti, assorbendoli attraverso collisioni e aumentando ulteriormente di dimensione. Con il progredire del processo di accrezione, emersero i primi proto-pianeti le cui dimensioni si pensa fossero simili a quelle di Marte e della Luna. È in questa fase che apparve anche una proto-Terra.

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La collisione con Theia

Uno degli eventi di grande importanza nelle prime fasi dell'evoluzione della Terra è la teorizzata collisione con un altro corpo planetesimale. Secondo l'ipotesi formulata nel 1975 dagli astronomi William Hartmann e Donald Davis, circa 4,5 miliardi di anni fa, la Terra sarebbe entrata in collisione con Theia, un proto-pianeta delle dimensioni simili a quelle di Marte. L'impatto violento avrebbe generato una vasta quantità di detriti che si sarebbero dispersi in orbita. Mentre una parte di questi detriti sarebbe stata attratta dalla Terra, contribuendo alla sua massa, un'altra parte si sarebbe aggregata in orbita e avrebbe dato origine alla Luna.

Le ultime fasi del processo di formazione della Terra

La Terra primordiale era molto diversa dall’attuale. Inizialmente, era un pianeta estremamente caldo costituito principalmente da magma fuso. Nel corso di centinaia di milioni di anni, iniziò a raffreddarsi. Gli elementi più pesanti si accumularono al centro della Terra, formando il nucleo, mentre la superficie si solidificò per creare la crosta rigida. Nel frattempo, il magma rimase fuso sotto la superficie formando il mantello. Così, l'interno del pianeta cominciò ad organizzarsi in strati concentrici.

Si pensa inoltre che, durante la fase primordiale, la Terra sia stata soggetta a un intenso bombardamento di asteroidi. Questi impatti cosmici sono considerati il principale mezzo di trasporto dell’acqua sul nostro pianeta. Gli scienziati, infatti, ritengono che molecole di acqua fossero presenti all'interno dei minerali degli asteroidi.

Gli eventi successivi hanno contribuito a plasmare il pianeta fino alla sua condizione attuale. Circa 4-3 miliardi di anni fa si pensa ebbe inizio la tettonica delle placche. Si ritiene che il campo magnetico terrestre si sia formato poco più di 3,5 miliardi di anni fa. Anche le prime forme di vita identificate sul pianeta risalgono a circa 3,5 miliardi di anni fa. Intorno a 2,4 miliardi di anni fa, la Terra ha affrontato la crisi dell’ossigeno che ha portato alla formazione di un’atmosfera arricchita in O₂, fondamentale per la vita come la conosciamo.

Arrokoth, la testimonianza di un processo antico quanto il sistema solare

Nel 2014, gli scienziati della NASA, utilizzando il telescopio spaziale Hubble, hanno individuato le tracce del processo di accrezione planetaria all'interno della Fascia di Kuiper. La Fascia di Kuiper si estende nella regione esterna del nostro sistema solare, tra circa 30 e 50 unità astronomiche dal Sole, oltre l'orbita del pianeta Nettuno. Essa comprende milioni di corpi celesti ghiacciati, da asteroidi a corpi planetesimali e pianeti nani. Tra questi, c'è anche Plutone. Si ritiene che i corpi all’interno della Fascia di Kuiper siano tra i più antichi del sistema solare, risalenti alla fase primordiale della sua formazione.

All’interno della Fascia di Kuiper, gli scienziati della NASA hanno individuato Arrokoth, o anche 2014 MU69, un corpo roccioso binario lungo circa 36 km, e composto da due planetesimi uniti lungo il loro asse maggiore. La sua forma assomiglia a quella di un pupazzo di neve. Questa caratteristica di Arrokoth documenta la collisione e l'aggregazione di planetesimi in orbita intorno al sole avvenuta durante le prime fasi di formazione del sistema solare. Lo stesso processo di accrezione si pensa abbia dato origine alla Terra e agli altri pianeti rocciosi.