Il pianeta Terra non ha un certificato di nascita che registri la sua formazione, il che significa che gli scienziati hanno passato centinaia di anni a lottare per determinare l’età del pianeta. Quindi, quanto è vecchia la Terra?
Datando le rocce della crosta terrestre in continua evoluzione, così come le rocce dei vicini della Terra, come la luna e i meteoriti in visita, gli scienziati hanno calcolato che la Terra ha 4,54 miliardi di anni, con un intervallo di errore di 50 milioni di anni.
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Quanto sono vecchie le tue rocce?
Gli scienziati hanno fatto diversi tentativi di datare il pianeta negli ultimi 400 anni. Hanno tentato di prevedere l’età basandosi sui cambiamenti del livello del mare, il tempo necessario alla Terra o al sole per raffreddarsi fino alle temperature attuali e la salinità dell’oceano. Con il progredire della tecnologia di datazione, questi metodi si sono rivelati inaffidabili; per esempio, l’aumento e la diminuzione dell’oceano hanno dimostrato di essere un processo in continua evoluzione piuttosto che un graduale declino.
E in un altro sforzo per calcolare l’età del pianeta, gli scienziati si sono rivolti alle rocce che coprono la sua superficie. Tuttavia, poiché la tettonica a placche cambia e rinnova costantemente la crosta, le prime rocce sono state da tempo riciclate, fuse e riformate in nuovi affioramenti.
Gli scienziati devono anche combattere un problema chiamato la Grande Inconformità, che è dove gli strati sedimentari di roccia sembrano mancare (al Grand Canyon, per esempio, ci sono 1,2 miliardi di anni di roccia che non possono essere trovati). Ci sono molteplici spiegazioni per questa incongruenza; all’inizio del 2019, uno studio ha suggerito che un’era glaciale globale ha fatto sì che i ghiacciai macinassero la roccia, facendola disintegrare. La tettonica a placche ha poi ributtato la roccia frantumata all’interno della Terra, rimuovendo le vecchie prove e trasformandole in nuove rocce.
All’inizio del XX secolo, gli scienziati hanno perfezionato il processo di datazione radiometrica. Ricerche precedenti avevano dimostrato che gli isotopi di alcuni elementi radioattivi decadono in altri elementi ad un ritmo prevedibile. Esaminando gli elementi esistenti, gli scienziati possono calcolare la quantità iniziale di un elemento radioattivo, e quindi quanto tempo ci è voluto perché gli elementi decadessero, permettendo loro di determinare l’età della roccia.
Le rocce più antiche della Terra trovate finora sono gli Acasta Gneiss nel Canada nord-occidentale vicino al Grande Lago degli Schiavi, che hanno 4,03 miliardi di anni. Ma rocce più vecchie di 3,5 miliardi di anni si trovano in tutti i continenti. La Groenlandia vanta le rocce supracrustali di Isua (da 3,7 a 3,8 miliardi di anni), mentre le rocce nello Swaziland hanno da 3,4 a 3,5 miliardi di anni. I campioni in Australia Occidentale vanno da 3,4 a 3,6 miliardi di anni.
Gruppi di ricerca in Australia hanno trovato i grani minerali più antichi della Terra. Questi minuscoli cristalli di silicato di zirconio hanno un’età che raggiunge i 4,3 miliardi di anni, rendendoli i materiali più antichi trovati finora sulla Terra. Le loro rocce di origine non sono ancora state trovate.
Le rocce e gli zirconi pongono un limite inferiore all’età della Terra di 4,3 miliardi di anni, perché il pianeta stesso deve essere più vecchio di tutto ciò che si trova sulla sua superficie.
Quando la vita sia sorta è ancora oggetto di dibattito, soprattutto perché alcuni primi fossili possono apparire come forme di roccia naturale. Alcune delle prime forme di vita sono state trovate in Australia occidentale, come annunciato in uno studio del 2018; i ricercatori hanno trovato piccoli filamenti in rocce di 3,4 miliardi di anni che potrebbero essere fossili. Altri studi suggeriscono che la vita ha avuto origine ancora prima. I tubi di ematite nella roccia vulcanica del Quebec potrebbero aver incluso microbi tra 3,77 e 4,29 miliardi di anni fa. I ricercatori che hanno esaminato le rocce nel sud-ovest della Groenlandia hanno anche visto strutture simili a coni che potrebbero aver circondato colonie microbiche circa 3,7 miliardi di anni fa.
Incontrare i vicini
Nel tentativo di affinare ulteriormente l’età della Terra, gli scienziati hanno iniziato a guardare fuori. Il materiale che ha formato il sistema solare era una nuvola di polvere e gas che circondava il giovane sole. Le interazioni gravitazionali coagularono questo materiale nei pianeti e nelle lune più o meno nello stesso periodo. Studiando altri corpi del sistema solare, gli scienziati sono in grado di scoprire di più sulla storia iniziale del pianeta.
Il corpo più vicino alla Terra, la luna, non sperimenta i processi di riemersione che avvengono nel paesaggio terrestre. Per questo motivo, le rocce della prima storia lunare si trovano ancora sulla superficie della luna. I campioni restituiti dalle missioni Apollo e Luna hanno rivelato età comprese tra i 4,4 e i 4,5 miliardi di anni, aiutando a limitare l’età della Terra. Come si sia formata la luna è oggetto di dibattito; mentre la teoria dominante suggerisce che un oggetto delle dimensioni di Marte si sia schiantato contro la Terra e che i frammenti alla fine si siano fusi nella luna, altre teorie suggeriscono che la luna si sia formata prima della Terra.
Oltre ai grandi corpi del sistema solare, gli scienziati hanno studiato visitatori rocciosi più piccoli che sono caduti sulla Terra. I meteoriti provengono da una varietà di fonti. Alcune sono scagliate da altri pianeti dopo violente collisioni, mentre altre sono pezzi avanzati dal primo sistema solare che non sono mai cresciuti abbastanza da formare un corpo coeso.
Anche se nessuna roccia è stata deliberatamente restituita da Marte, esistono campioni sotto forma di meteoriti caduti sulla Terra molto tempo fa, permettendo agli scienziati di fare approssimazioni sull’età delle rocce sul pianeta rosso. Alcuni di questi campioni sono stati datati a 4,5 miliardi di anni, supportando altri calcoli sulla data della prima formazione planetaria.
Più di 70 meteoriti caduti sulla Terra hanno avuto la loro età calcolata dalla datazione radiometrica. I più antichi hanno un’età compresa tra 4,4 e 4,5 miliardi di anni.
Cinquantamila anni fa, una roccia scagliata dallo spazio ha formato il Meteor Crater in Arizona. Frammenti di quell’asteroide sono stati raccolti dal bordo del cratere e hanno preso il nome del vicino Canyon Diablo. Il meteorite Canyon Diablo è importante perché rappresenta una classe di meteoriti con componenti che permettono una datazione più precisa.
Nel 1953, Clair Cameron Patterson, un rinomato geochimico del California Institute of Technology, ha misurato i rapporti degli isotopi del piombo in campioni del meteorite che mettono stretti limiti all’età della Terra. I campioni del meteorite mostrano un intervallo da 4,53 miliardi a 4,58 miliardi di anni. Gli scienziati interpretano questo intervallo come il tempo necessario al sistema solare per evolversi, un evento graduale che ha avuto luogo in circa 50 milioni di anni.
Utilizzando non solo le rocce della Terra ma anche le informazioni raccolte sul sistema che la circonda, gli scienziati sono stati in grado di collocare l’età della Terra a circa 4,54 miliardi di anni. Per confronto, la galassia della Via Lattea che contiene il sistema solare ha circa 13,2 miliardi di anni, mentre l’universo stesso è stato datato a 13,8 miliardi di anni.
Altra lettura:
- Scopri dove si trovano le rocce più antiche degli Stati Uniti.
- Scopri di più sulle rocce e i minerali più antichi del mondo, dall’American Natural History Museum.
- Leggi di più sulla determinazione dell’età della Terra dall’U.S. Geological Survey.
Questo articolo è stato aggiornato il 7 febbraio 2019, dal collaboratore di Space.com Elizabeth Howell.