L’ossigeno costituisce più della metà degli atomi presenti all’interno del nostro pianeta, eppure per molto tempo gli scienziati si sono chiesti come questo elemento fondamentale sia riuscito a sfuggire dalle profondità terrestri per andare a formare l’atmosfera che oggi ci permette di vivere. Fino a questo momento i geoscienziati pensavano di conoscere con esattezza le regole chimiche che governano la composizione della roccia fusa, calcolando l’ossigeno in base alla presenza di elementi come silicio, magnesio e ferro. Un nuovo studio stravolge questa convinzione e dimostra che il magma profondo possiede una capacità inaspettata. Sotto un’enorme pressione, a decine di km nel mantello terrestre, la roccia fusa si comporta come una vera e propria spugna chimica, riuscendo ad assorbire una quantità supplementare di ossigeno che viene poi liberata gradualmente durante la fase di risalita verso la superficie.
L’esperimento ad alta pressione
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista National Science Review e condotta da 4 diversi istituti, tra cui il Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research e la Vrije Universiteit Amsterdam. Per verificare la loro intuizione, gli scienziati hanno ricreato in laboratorio un basalto sintetico simile alla roccia vulcanica dei fondali oceanici, arricchendolo con ossido di platino per fornire una fonte extra di ossigeno. Utilizzando presse speciali, hanno fuso la roccia a temperature estreme comprese tra 1200°C e 1800°C, sottoponendola a pressioni che andavano da 1 atmosfera fino ad arrivare a 7 gigapascal, un valore che corrisponde a quasi 70mila volte la pressione standard.
I risultati sulla composizione della roccia
Raffreddando rapidamente il materiale per trasformarlo in vetro, i ricercatori hanno misurato la percentuale di ossigeno in eccesso. A 1 atmosfera il valore era prossimo allo 0, ma a 7 gigapascal il magma aveva immagazzinato un ulteriore 5% del proprio peso in ossigeno. I test di controllo privi di ossido di platino si sono fermati allo 0,2% e allo 0,5%. Attraverso l’uso della spettroscopia Raman, il team ha confermato che il gas non era semplicemente intrappolato in bolle isolate, ma era diventato parte integrante della struttura chimica del vetro. Questo meccanismo di assorbimento è cruciale per comprendere l’evoluzione geologica terrestre e fornisce modelli applicabili anche all’esplorazione dello Spazio, per valutare la potenziale abitabilità e lo sviluppo atmosferico su altri pianeti del Sistema Solare.
Il legame con le origini dell’atmosfera
Questa scoperta offre una risposta precisa a un grande enigma dell’antichità geologica. Il 1° massiccio aumento di ossigeno atmosferico nella storia della Terra, avvenuto tra 2,5 e 2 miliardi di anni fa, coincide in modo perfetto con la formazione delle grandi province ignee, immensi accumuli di roccia generati da un’attività vulcanica senza precedenti. Secondo i calcoli dei ricercatori, se il magma eruttato in quel periodo avesse rilasciato anche solo lo 0,27% del suo peso sotto forma di ossigeno in eccesso, avrebbe generato una quantità di gas pari a quella contenuta nell’intera atmosfera attuale. Le oscure profondità del pianeta hanno quindi funzionato come un serbatoio vitale, rilasciando l’elemento chiave per la vita.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?