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Formazione dell’ossigeno, studio rivela il segreto della Terra senza vita

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 04.10.2014

Una domanda a cui gli scienziati hanno sempre cercato risposta è come nell’antica Terra priva di vegetazione l’ossigeno potesse essere stato prodotto. Una precedente ricerca aveva suggerito che l’anidride carbonica (CO2), incontrando la luce del sole a lunghezze d’onda specifiche, avrebbe dovuto trasformarsi in monossido di carbonio (CO), liberando singoli atomi di ossigeno, che si legano facilmente con altri atomi per formare composti. Ora tale teoria è stata dimostrata in laboratorio da uno studente dell’Università della California.

Crediti: NASA/JPL-Caltech

Crediti: NASA/JPL-Caltech 

L’ossigeno in atmosfera nei tempi moderni è prodotto, in generale, attraverso la fotosintesi. La crescita e l’evoluzione della vita fotosintetica hanno portato ad una massiccia ossidazione (Evento della Grande Ossidazione), avvenuta circa 2,4 miliardi anni fa e ancora visibile nei sedimenti di quell’epoca. Ciò ha avuto un effetto diverso sulle lunghezze d’onda della luce che colpisce la superficie della Terra.

I raggi ultravioletti del (VUV), la lunghezza d’onda più corta della luce UV, viene assorbita dall’ossigeno alto dell’atmosfera. Tuttavia, c’era poco ossigeno nell’aria fino all’Evento della Grande Ossidazione, permettendo a questi raggi VUV di raggiungere la superficie del pianeta. Queste frequenze sono in grado dividere la CO2 liberando atomi di ossigeno e carbonio. Questo processo è stato teorizzato in un articolo pubblicato su Science Direct nel giugno 2000. Prima di questo nuovo studio, si credeva che solo piccole quantità di ossigeno fossero presenti sulla Terra primordiale, attraverso un più complesso processo in due fasi.

“I nostri risultati indicano che l’ossigeno molecolare O2 può formarsi a partire dalla dissociazione dell’anidride carbonica  in un solo passo. Lo stesso processo può avvenire anche in altre atmosfere aliene dominate dall’anidride carbonica come Marte e Venere,” ha detto Zhou Lu, uno studente laureato presso l’Università della California che ha guidato la ricerca.

Lu ha testato con successo questa teoria vecchia 14 anni in laboratorio, utilizzando un meccanismo alimentato da una coppia di laser ultravioletti a vuoto ad alta potenza. Il primo laser ha effettivamente diviso le molecole nei loro atomi componenti, che poi venivano spogliati dei loro elettroni grazie al secondo laser per l’analisi spettrografica. Nell’esperimento, circa il cinque per cento delle molecole di anidride carbonica esposte ai laser ha prodotto ossigeno gassoso. Eppure, questa produzione relativamente bassa avrebbe potuto produrre quantità significative di questo prezioso gas nel corso di milioni di anni.

Questo nuovo studio potrebbe mostrare come l’ossigeno molecolare potrebbe formarsi in un ambiente ricco di anidride carbonica, senza la presenza della vita. La nuova ricerca è preziosa sia per gli scienziati che studiano la nascita della vita sulla Terra, sia agli astronomi che cercano la presenza di ossigeno in atmosfere aliene.

Poiché le concentrazioni di anidride carbonica aumentano nell’atmosfera superiore, è possibile che questo processo di conversione ad uno stadio potrebbe favorire la produzione di ossigeno molecolare anche oggi nell’atmosfera alta della Terra.

Lo studio  è stato dettagliato sulla rivista Science.

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