Il 24 settembre 2023, si è verificato un evento storico nell’esplorazione spaziale quando la NASA ha restituito con successo sulla Terra campioni di asteroidi raccolti dalla sonda OSIRIS-REx. Dopo un viaggio di sette anni attraverso il sistema solare, questa missione storica ha recuperato circa 120 grammi di regolite carboniosa incontaminata dall’asteroide vicino alla Terra Bennu.

Raccolta di campioni dall'asteroide Bennu

la missione Osiride Rex È stato lanciato con l'obiettivo di raccogliere campioni da Bennu, un piccolo asteroide di tipo B noto per la sua composizione ricca di carbonio e la sua vicinanza alla Terra. Dopo diversi anni di monitoraggio e preparazione, la sonda spaziale ha utilizzato il Touch Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM) per campionare la regolite da un sito particolarmente promettente, il cratere Hokiwi su Bennu, noto anche con il nome del sito Nightingale.

I campioni recuperati sono stati poi accuratamente imballati in una capsula speciale e riportati sulla Terra il 24 settembre 2023. Ora rappresentano il più grande serbatoio di materiale di asteroide non modificato mai visto, offrendo agli scienziati un'opportunità unica di studiare il materiale che non è stato modificato dall'asteroide. L'atmosfera terrestre o altri processi.

Scoperte scientifiche e loro effetti

il primo Analitica I campioni hanno rivelato componenti attesi come carbonio e acqua, confermando le ipotesi sulla formazione di Bennu basate su osservazioni precedenti. Tuttavia, una scoperta inaspettata ha attirato l'attenzione dei ricercatori: la presenza Fosfato di sodio e magnesioÈ un composto ionico spesso associato a processi biochimici vitali sulla Terra.

La presenza di questo fosfato su Bennu indica che l’asteroide potrebbe aver avuto origini acquose, sollevando interrogativi sulla sua storia ed evoluzione. I silicati fogliari contenenti magnesio, che sono stati identificati come i componenti principali dei campioni di regolite, forniscono anche prove delle condizioni geologiche in cui Bennu si è formato ed evoluto nel tempo.

Questa scoperta lo suggerisce Il corpo del padre di Benno era un corpo pieno d'acquaIl che apre nuovi orizzonti sui processi geologici e chimici che hanno formato questo lontano asteroide. Questo oggetto potrebbe essere un corpo celeste primitivo, forse composto da materiale proveniente dalla nube di gas e polveri da cui si è formato il nostro sistema solare.

Queste scoperte aprono nuovi orizzonti per la ricerca spaziale, fornendo dati importanti sui processi di formazione del sistema solare e sulla chimica prebiotica che potrebbero aver contribuito a creare condizioni favorevoli alla comparsa della vita sulla Terra. Sottolineano inoltre l’importanza delle missioni di ritorno dei campioni per la nostra comprensione degli asteroidi e la nostra preparazione a potenziali minacce cosmiche.

Per due giorni gli occhi dell'intero mondo scientifico sono stati puntati su Chang'e 6, la sonda cinese appena rientrata sulla Terra dopo uno storico viaggio verso il lato nascosto della Luna. Ma in attesa dei risultati delle prime analisi dei suoi campioni, altri ricercatori continuano a studiare quelli riportati dalla sorella maggiore Chang'e 5 quattro anni fa. Questo lavoro continua a dare grandi risultati.

In uno studio che ho monitorato Giornale mattutino della Cina meridionale (SCMP), i ricercatori hanno rivelato che i materiali raccolti da Chang'e 5 contengono… GrafeneÈ un materiale costituito da un unico strato di atomi di carbonio puri. Una conclusione che potrebbe mettere in dubbio la principale teoria sulla formazione della Luna.

Carbonio per spiegare l'origine della Luna

Sebbene gli scenari possibili siano molti, è ormai generalmente accettato che la Luna sia nata circa 4,5 miliardi di anni fa in un periodo di tempo. Collisione catastrofica tra la Terra e TheiaUn protopianeta con dimensioni simili a Marte. La collisione avrebbe distrutto un'enorme quantità di materiale che si sarebbe sparso in un ampio disco orbitale prima di condensarsi in un nuovo corpo celeste.

Così questo La cosiddetta ipotesi dell’impatto gigante È prevalente anche dalla fine del XX secolo, perché particolarmente coerente con gli studi condotti negli ultimi decenni. Ad esempio, grazie ai campioni restituiti dalle missioni Apollo, lo sappiamo Il nostro pianeta e i suoi vicini sono sorprendentemente vicini in termini geochimici. Gli isotopi che compongono la Luna sono molto simili a quelli presenti nel mantello terrestre, suggerendo un'origine comune.

Un altro fattore importante che ha contribuito notevolmente a questa teoria è che sulla Luna manca un elemento molto importante: carbonio. Questo elemento è abbondante sulla Terra ed è persino un elemento essenziale nella vita come la conosciamo. Al contrario, la NASA ha scoperto che era molto meno abbondante nei campioni Apollo, e la teoria dell’impatto gigante potrebbe spiegare questa bassa concentrazione.

In effetti, i modelli dell’evento hanno dimostrato che un tale impatto avrebbe vaporizzato istantaneamente un’enorme quantità di materiale per formare un meteorite. Sinestia – Enormi “ciambelle” di materiale in polvere in rapida rotazione. Allo stato gassoso, tutto il carbonio presente nei detriti sarebbe completamente fuoriuscito nello spazio prima che la sinestia si aggregasse per formare la Luna. Per spiegare il fatto che i campioni della NASA ne contenessero ancora tracce, i ricercatori hanno concluso che probabilmente proveniva dalle cosiddette “fonti”. esterno “, come meteoriti.

IL ” carbonio Locale » e meccanismi di cattura

Tuttavia, nuovi elementi stanno ora costringendo i ricercatori a riconsiderare questa teoria. Nel 2020, un team di ricercatori giapponesi ha dimostrato che quasi ovunque sulla Luna esistono minuscole emissioni di ioni carbonio (vedi Questo documento di ricerca).

Secondo gli autori, ciò indica la presenza di… Le cosiddette fonti di carbonio Locale ». In questo contesto, questo termine si riferisce al carbonio che ha origine direttamente dalla Luna, in contrapposizione al carbonio esogeno sopra menzionato. Ciò può sembrare incerto, ma la presenza del carbonio originale ha implicazioni molto profonde; Ciò significa che i ricercatori potrebbero dover migliorare, o addirittura riconsiderare completamente, il modello di formazione della luna generalmente accettato oggi.

Ecco perché la scoperta del grafene nei campioni di Chang'e 5 è così entusiasmante: questo materiale costituisce un'ottima superficie di attacco per studiare queste diverse ipotesi. Pertanto, i ricercatori cinesi erano interessati alla struttura dei campioni su piccola scala. Utilizzando diverse tecniche microscopiche e spettroscopiche, sono stati in grado di determinare che il grafene ha “solo” due miliardi di anni, ovvero molto più giovane dell’età della Luna. Soprattutto, hanno scoperto che la struttura del grafene è… Secondo ” Alte temperature derivanti da eruzioni vulcaniche “.

Secondo SCMP, ciò avrebbe potuto consentire al ferro in queste regioni relativamente ricche di carbonio di interagire con le molecole di carbonio. Più nello specifico, ciò avrebbe portato a “ Catalisi dei metalli » È probabile che formi grafene. Ancora più importante, ciò indica la presenza di A Meccanismo di sequestro del carbonio sulla Luna.

Quest’ultimo potrebbe spiegare l’accumulo di carbonio originario nel suolo. Saranno necessari ulteriori studi per comprendere meglio tutte le sfumature di questi fenomeni e i loro effetti. Ma questo è in realtà un punto di partenza molto interessante. Secondo i ricercatori, questi risultati possono Rivoluzionando la nostra comprensione della chimica lunare, e quindi della sua storia.

Il lato nascosto della luna, il pezzo mancante del puzzle?

La cosa ancora più entusiasmante è che i nuovi elementi potrebbero presto consentire ai ricercatori di compiere progressi significativi su queste questioni. In effetti, la sonda più recente della Cina, Chang'e 6, è appena tornata a casa con nuovi campioni.

La differenza è che questa volta questo materiale proviene dal lato nascosto della Luna, una regione radicalmente diversa e attualmente molto poco conosciuta.

Possiamo quindi aspettarci che nuovi entusiasmanti risultati emergano molto rapidamente, con implicazioni potenzialmente profonde per il futuro della scienza planetaria.

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I ricercatori hanno scoperto i resti di una gigantesca rete fluviale lunga più di 1.500 chilometri sepolti sotto la calotta glaciale antartica. Risalente a circa 40 milioni di anni fa, attraversava il continente da est a ovest quando il clima era moderato e ospitava ecosistemi fertili. Questa scoperta potrebbe consentire modelli di previsione migliori per l’evoluzione del cambiamento climatico.

100 milioni di anni fa, quando era ancora la parte centrale del supercontinente Gondwana, l'Antartide non era isolata ed era completamente ricoperta dai ghiacci. Si separò dal Gondwana 130 milioni di anni fa per diventare un continente indipendente. Tuttavia, sebbene si trovi in ​​Antartide, il continente ha condizioni climatiche moderate. Quindi l'intera area era ricoperta da estesi sistemi fluviali e da una vegetazione lussureggiante. Queste condizioni persistettero fino alla fine dell’Eocene (34 milioni di anni fa), quando i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera diminuirono.

Ciò portò ad un periodo di grande glaciazione iniziato durante il periodo di transizione tra l'Eocene e l'Oligocene, da 34 a 44 milioni di anni fa. Durante questo periodo, le piante tropicali scomparvero dal continente, sostituite gradualmente da vaste aree di tundra. Queste ultime, a loro volta, finirono per essere sostituite dalle calotte polari. Questo è uno dei periodi di transizione climatica più marcati del Fanerozoico, un periodo che copre gli ultimi 539 milioni di anni.

I ricercatori stanno studiando questo importante periodo di transizione per modellare come il pianeta reagirà in caso di un evento meteorologico estremo. La quantità di anidride carbonica nell’atmosfera alla fine dell’Eocene era in realtà il doppio della quantità presente oggi. Si stima che i livelli potrebbero essere paragonabili entro 150-200 anni, se i gas serra di origine antropica continuassero ad aumentare.

” Se pensiamo a possibili gravi cambiamenti climatici in futuro, dobbiamo imparare dai periodi della storia della Terra in cui questi cambiamenti si sono già verificati “, ha spiegato L Scienza in diretta Johann Klages è un sedimentologo presso il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina presso l'Istituto Alfred Wegener in Germania.

Tuttavia, le registrazioni geologiche delle condizioni ambientali in Antartide in questo momento sono estremamente rare. Tutti gli strati geologici risalenti a questo periodo sono completamente ricoperti dal ghiaccio. D'altra parte, le tecniche di perforazione convenzionali non sono adatte per raccogliere campioni da questi strati.

Una serie di operazioni di perforazione condotte da Klages e dai suoi colleghi stanno fornendo nuove prove sul paesaggio dell'Antartide durante la transizione dall'Eocene all'Oligocene, utilizzando tecniche all'avanguardia. I loro risultati — descritti nella rivista Progresso della scienza – Rivela i resti di un paesaggio complesso e diversificato, sepolto sotto lo spesso strato di ghiaccio che ricopre il continente.

Rete transcontinentale con una lunghezza di 1.500 km

Le operazioni di perforazione del team sono state effettuate nel 2017 durante una spedizione a bordo della rompighiaccio Polarstern. Quest'ultimo ha attraversato la parte meridionale del Cile e poi ha navigato attraverso il Passaggio di Drake prima di raggiungere la parte occidentale dell'Antartide, nella baia di Amundsen. Le sequenze sedimentarie più meridionali e più antiche sono state prese di mira per la perforazione fino a 30 metri sotto il fondale marino.

Per analizzare i campioni, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di datazione basate sulla temperatura e sugli isotopi presenti nei metalli pesanti. La quantificazione dei biomarcatori lipidici è stata utilizzata anche per estrarre ulteriori informazioni sulle condizioni di deposizione dei sedimenti. ” Insieme, i nostri dati ci permettono di ricostruire il paesaggio eocenico dell’Antartide occidentale prima che si verificasse una glaciazione permanente diffusa “, hanno spiegato nel loro rapporto.

Le analisi isotopiche hanno mostrato che la parte inferiore degli strati sedimentari si è formata durante il Cretaceo medio, circa 85 milioni di anni fa. Questo strato contiene spore fossilizzate e granuli di polline tipici delle foreste pluviali temperate. La parte superiore del deposito contiene sabbie risalenti all'Eocene medio e superiore (da 30 a 40 milioni di anni fa).

Le caratteristiche dello strato eocenico erano molto simili a quelle riscontrate nei sedimenti del delta fluviale. La quantificazione dei marcatori lipidici ha rivelato anche molecole trovate specificamente nei cianobatteri d'acqua dolce. Questi risultati indicano la presenza di una rete fluviale che sfocia nella baia di Amundsen.

D'altra parte, le analisi dei ricercatori hanno mostrato che la maggior parte dei minerali e dei frammenti di roccia trovati in questi campioni non provengono dall'Antartide occidentale, ma piuttosto dalle montagne transantartiche situate ai margini dell'Antartide orientale, a migliaia di chilometri di distanza. Dalla fine dell'Eocene, questa catena montuosa si è sollevata fino a dividere il continente in una parte orientale e una occidentale. L'erosione di queste montagne ha prodotto grandi quantità di detriti, che si ritiene che il fiume abbia trasportato per 1.500 chilometri attraverso il continente. Queste caratteristiche geologiche sono paragonabili a quelle trovate nei grandi sistemi fluviali, come il Mississippi, il Rio Grande e il Reno.

” L’esistenza di un tale sistema fluviale transcontinentale dimostra che, a differenza di oggi, gran parte dell’Antartide occidentale doveva essere al di sopra del livello del mare come vaste pianure costiere. », hanno spiegato gli esperti di A Comunicato stampa dell'Istituto Alfred Wegener. A causa del terreno basso, nel tardo Eocene l'Antartide occidentale era ancora priva di ghiacci, mentre le aree montuose dell'Antartide orientale cominciavano già ad essere coperte.

Come passo successivo, il team prevede di analizzare campioni di sedimenti più recenti, in particolare risalenti alla transizione dall'Oligocene al Miocene (23 milioni di anni fa). Ciò migliorerà la precisione dei modelli dell’era glaciale e prevederà l’evoluzione del cambiamento climatico.

fonte : Progresso della scienza