Quanti anni ha la Terra e come sappiamo quanto è vecchia?

Stimare l'età della Terra e dei corpi celesti è tutt'altro che semplice: non abbiamo uno strumento che ci permetta di calcolare in modo diretto questo valore. Allora come siamo arrivati a capire che la Terra ha più o meno 4,54 miliardi di anni? Da una parte sono state studiate le età di vari corpi presenti all'interno del Sistema Solare, dall'altra sono stati analizzati dei particolari minerali chiamati zirconi.
Ma cos'hanno di particolare questi minerali? E in che modo l'età dei corpi celesti ci può aiutare a capire quanti anni ha la Terra?

Qual è l'età della Terra?

In passato molti sono stati gli scienziati e i teologi che hanno tentato di rispondere a questo quesito, ma solo pochi di loro si sono avvicinati a quel valore che oggi riteniamo valido. Oggi, grazie allo sviluppo tecnologico, si è calcolato che la Terra abbia all'incirca 4,54 miliardi di anni (4,54 × 10⁹ anni) con un'incertezza di più o meno 50 milioni di anni.
Ma cosa vuol dire "più o meno 50 milioni"? Significa che, trattandosi di stime, gli scienziati hanno previsto un margine d'errore del dato, in questo caso di 50 milioni di anni in positivo o in negativo. Ciò vuol dire che l'età stimata della Terra rientrerebbe in un lasso di tempo che va dai 4,59 ai 4,49 miliardi di anni fa.
Possiamo riassumere dicendo che l'età della Terra sia all'incirca 1/3 dell'età dell'Universo (circa 13,8 miliardi di anni).

Come stimare quanti anni ha la Terra?

Il problema principale delle datazioni geologiche è che, come sappiamo, le rocce più antiche vengono continuamente distrutte e riciclate dal una serie di processi come vulcanismo, subduzione, metamorfismo e alterazione meteorica, che azzerano a più riprese "l'orologio terrestre". Come abbiamo fatto quindi a stimare questi "4,5 miliardi di anni fa"?
Vediamo assieme i più importanti dati ottenuti da alcuni studi e missioni spaziali:

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Di Andrea Moccia

• Campioni di roccia ottenuti dalle aree dell'altipiano lunare (le più antiche del satellite) hanno fornito un'età di circa 4,5 miliardi di anni fa. I campionamenti sono iniziati con le prime missioni Apollo (1969-1972);
• Anche l'età del Sole si stima essere attorno ai 4,6 miliardi di anni fa;
• Frammenti di meteoriti (condriti) caduti sulla Terra e rinvenuti in vari luoghi della superficie terrestre hanno età attorno ai 4,5 miliardi di anni (tra cui quelli del Canyon Diablo, Arizona, USA);
• I minerali terrestri più antichi sono stati rinvenuti nell'area di Isua, a sud-ovest della Groenlandia (circa 3,80 miliardi di anni) assieme a quelle provenienti dalla regione dello Yellowknife in Canada (4,03 miliardi di anni) e dall'Australia sud-occidentale (poco meno di 4,4 miliardi di anni).

Anche con pochi esempi possiamo subito notare un dettaglio lampante: gli elementi che costituiscono il Sistema Solare hanno tutti più o meno la stessa età!
Molti astrofisici e astronomi sono infatti concordi nell'affermare che il Sistema Solare si sia formato all'incirca 4,6 miliardi di anni fa a seguito di un collasso e una successiva condensazione di una nebulosa solare, un'immensa nube di gas e polvere in rotazione (ipotesi peraltro già avanzata nel 1600 da Cartesio, filosofo e matematico francese). Conoscendo l'età del Sistema Solare e quindi dei corpi celesti che lo compongono, è possibile determinare con buona approssimazione l'età del nostro Pianeta!

Le datazioni radiometriche

Le moderne stime dell'età della Terra e del Sistema Solare sono basate anche sull'analisi di alcuni minerali che si possono trovare in contesti geologici stabili e che, in determinate circostanze, possono conservarsi pressoché inalterati per miliardi di anni. Stiamo parlando degli zirconi, minerali a base di silice, ossigeno e zirconio che si possono osservare principalmente in rocce magmatiche. La peculiarità di questi minerali è che spesso contengono piccole quantità di piombo, l'elemento chiave per le datazioni di nostro interesse.

Come può un'inclusione di piombo fornirci le informazioni che cerchiamo? Il piombo è importante perché, prima di diventare tale, era uranio, un elemento radioattivo che può essere incluso all'interno degli zirconi durante la loro formazione. Sapendo che l'uranio nel tempo decade trasformandosi in piombo, possiamo andare a fare un rapporto tra le quantità di questi due elementi presenti nello zircone, riuscendo a fornire un'età piuttosto precisa di quel minerale.

Bibliografia
Turner, Simon, et al. "An andesitic source for Jack Hills zircon supports onset of plate tectonics in the Hadean." Nature communications 11.1 (2020): 1-5.
Bowring, Samuel A., and Ian S. Williams. "Priscoan (4.00–4.03 Ga) orthogneisses from northwestern Canada." Contributions to Mineralogy and Petrology 134.1 (1999): 3-16.
Significant Rock Features – Australian Government, Geoscience Australia
Oldest bit of crust firms up idea of a cool early Earth – University of Wisconsin-Madison