La Terra sta attraversando i resti di una supernova? La risposta è nascosta nei ghiacci dell’Antartide

Ogni anno, senza che ce ne accorgiamo, la Terra viene investita da una pioggia continua di polvere extraterrestre. Parliamo di pioggia di polvere finissima, invisibile ai nostri occhi, che cade lentamente dall’alto dell’atmosfera e si deposita ovunque: sugli oceani, sui continenti, sui ghiacci.

Secondo le stime più recenti, pubblicate nel 2021 sulla rivista Earth and Planetary Science Letters, sul nostro pianeta arrivano ogni anno circa 5200 tonnellate di polvere cosmica

È la principale fonte di materiale extraterrestre sulla Terra. La maggior parte di questa polvere proviene dalle comete, circa l’80%, mentre il restante 20% deriva dai detriti degli asteroidi.

Un aspetto molto curioso di questo studio è la modalità con cui si è riusciti a misurarla, il che è complicatissimo. Se questa polvere cade negli oceani, che coprono gran parte della superficie terrestre, finisce sui fondali e diventa praticamente irraggiungibile. Se cade sulla terraferma, si mescola rapidamente alla polvere terrestre, rendendo difficile distinguere ciò che viene dallo spazio da ciò che appartiene già al nostro pianeta.

Esiste però un luogo speciale: l’Antartide. Qui, ogni nuovo strato di neve ricopre e conserva quello precedente, imprigionando ceneri vulcaniche e bolle d’aria, ma anche polvere extraterrestre che diventano una memoria naturale del passato. Nel tempo la neve, che si compatta diventando ghiaccio, diventa un archivio verticale lungo decine di migliaia di anni.

Tracce non solo del clima passato, ma anche lo spazio interstellare

Estraendo carote di ghiaccio dall’Antartide, gli scienziati riescono a ricostruire la storia passata dell’atmosfera terrestre. Analizzando gli strati più profondi, è possibile ricostruire la quantità di gas serra del passato, individuare grandi eruzioni vulcaniche, riconoscere incendi su vasta scala e studiare come il clima sia cambiato nel corso del tempo.

Ma un nuovo studio pubblicato su Physical Review Letters mostra che il ghiaccio antartico può custodire qualcosa di ancora più sorprendente: non solo tracce del clima e degli eventi avvenuti sulla Terra, ma anche tracce del viaggio del Sistema Solare nello spazio interstellare.

In mezzo ai cristalli di ghiaccio, i ricercatori hanno cercato non tanto le bolle di gas o cenere vulcanica, ma polvere contenente il ferro-60.

Il ferro-60 è un isotopo radioattivo del ferro che, estremamente raro sulla Terra, viene prodotto in quantità significative durante le esplosioni di supernova.

Proprio il ferro-60 estratto dalle carote antartiche può raccontarci qualcosa sull’ambiente interstellare attraversato dal Sistema Solare e dalla Terra decine di migliaia di anni fa.

Il ferro-60: la firma invisibile di stelle esplose

Quando una stella massiccia esplode come supernova, produce elementi e isotopi radioattivi che disperde nello spazio. Alcuni di questi atomi possono rimanere intrappolati in minuscoli granelli di polvere interstellare, che in alcuni casi, possono raggiungere anche la Terra.

Ciò che rende complicato lo studio è che il ferro-60 viene prodotto anche in altri processi, per cui una volta trovato nelle carote di ghiaccio lo si deve distinguere da quello non prodotto da supernovae.

Per farlo, lo studio ha confrontato il ferro-60 con il manganese-53. Come risultato gli scienziati hanno stimato che sulla Terra la "pioggia" di ferro-60 prodotto da supernovae è circa 0,22 atomi per centimetro quadrato all’anno.

La scoperta decisiva è che questo flusso, relativo al periodo compreso tra 80 mila e 40 mila anni fa, è molto più basso rispetto a quello misurato nella neve antartica e nei sedimenti marini degli ultimi 40.000 anni.

In altre parole, il flusso di ferro-60 non è rimasto costante: sembra essere cambiato nel tempo.

Il Sistema Solare dentro una nube lasciata da supernovae?

Oggi il Sistema Solare si trova nella cosiddetta Nube Interstellare Locale, una piccola nube calda e rarefatta che fa parte di un complesso più ampio di nubi vicine.

La sua origine non è ancora del tutto chiara.

L’ipotesi più affascinante è che durante gli ultimi 40 mila anni, la Terra abbia attraversato una regione dello spazio che conserva ancora la traccia di stelle esplose come supernova.

Non significa necessariamente che la Terra stia attraversando un resto di supernova, ma una nube interstellare arricchita da materiale prodotto da supernove passate.

Gli scienziati valutano anche altre ipotesi. La loro conclusione è comunque straordinaria, cioè il ghiaccio antartico non ci dice soltanto com’era l’atmosfera terrestre nel passato. Può anche raccontare dove si trovava il Sistema Solare nel suo viaggio attraverso la Galassia. E in questo caso sembra suggerire che, nelle ultime decine di migliaia di anni, la Terra abbia attraversato una regione dello spazio in cui sopravvive ancora una debole traccia di una o più esplosioni di supernova.

Riferimenti allo studio

"The micrometeorite flux at Dome C (Antarctica), monitoring the accretion of extraterrestrial dust on Earth" Rojas, J., et al. Earth and Planetary Science Letters, Volume 560, 2021, Article 116794.
DOI: 10.1016/j.epsl.2021.116794

"Local Interstellar Cloud Structure Imprinted in Antarctic Ice by Supernova ⁶⁰Fe." Koll, D., et al. Physical Review Letters, 136, 192701 DOI: https://doi.org/10.1103/nxjq-jwgp