L’acqua sulla Terra viene dalle comete? Nuove evidenze lo confermano

Qual è l'origine dell'acqua sul nostro pianeta? Esiste da quando si è formata la Terra o vi è arrivata successivamente, trasportata da comete e asteroidi che nel tempo sono piovuti dal cielo?

La Terra, come gli altri pianeti rocciosi del Sistema Solare e dei sistemi esoplanetari, si è formata con un processo di ‘accrezione”. Grani di polvere si sono aggregati formando prima grani più grossi e poi via via frammenti di rocce sempre più grossi, fino a formare planetesimi che si sono poi tra loro fusi formando i pianeti rocciosi.

Il materiale di cui si è formata la Terra è particolarmente povero di acqua per cui l'ipotesi che questa vi sia giunta successivamente è credibile.

Una questione di isotopi

Esiste un modo per capire se effettivamente l'acqua abbia origine cometaria grazie al fatto che l'acqua possiede una sorta di firma distintiva fatta dal rapporto isotopico.

Nel caso di nostro interesse l'atomo di idrogeno possiede tre isotopi: l'idrogeno con un neutrone, il deuterio con due neutroni e il trizio con tre neutroni. Dei tre il trizio è il più pesante, a motivo dei tre neutroni.

L'acqua è generalmente costituita da 1 atomo di ossigeno e due di idrogeno; ma può essere anche costituita da 1 atomo di ossigeno, 1 di idrogeno e 1 di deuterio. Questa viene chiamata acqua mezza-pesante. Oppure può avere 1 atomo di ossigeno e due di deuterio e si chiama ‘acqua pesante’.

Sulla Terra il rapporto isotopico tra acqua semi-pesante e acqua è noto ed è costante globalmente. Questo rapporto è la firma di cui parlavamo.

Le comete di tipo Halley

Esistono diverse famiglie di comete. Una di queste ha come prototipo proprio la cometa di Halley.

Si tratta di comete periodiche che orbitano attorno al Sole con periodi dai 20 ai 200 anni, con orbite molto inclinate rispetto al piano orbitale dei pianeti e con moto retrogrado, cioè orbitano in senso contrario rispetto ai pianeti.

È così chiamata in onore di Edmond Halley, che per primo ne predisse il ritorno al perielio calcolandone il periodo orbitale nel 1705. L'ultimo passaggio al perielio della cometa di Halley è stato nel 1986; il prossimo sarà nel 2061.

Ciò che si è scoperto è che mentre l'acqua delle comete ha un rapporto isotopico diverso quindi una firma diversa da quella della nostra acqua, le comete di tipo “Halley” hanno lo stesso rapporto, quindi la stessa firma dell'acqua dei nostri oceani. Questa scoperta supporta l'ipotesi che l'acqua sulla Terra sia arrivata trasportata proprio da questo tipo di comete.

Ricordiamo che nelle fasi iniziali di vita del Sistema Solare tutti i pianeti e le loro lune furono soggetti ad un intenso e prolungato bombardamento da parte di comete e asteroidi.

Ma c'è una novità che rende questa ipotesi più robusta.

Le recenti osservazioni della cometa 12P/Pons-Brooks

La novità viene dall'osservazione della cometa 12P/Pons-Brooks effettuata con il radiotelescopio ALMA dell'ESO. Finora era stato possibile analizzare l'acqua presente nella coda delle comete e non nel loro nucleo. Esisteva quindi la possibilità che reazioni chimiche nella coda potessero in qualche modo alterare la firma.

C'era la possibilità che il rapporto isotopico dell'acqua del nucleo (il vero serbatoio di acqua) fosse diverso dal rapporto isotopico dell'acqua nella coda, per l'intervento di successive reazioni chimiche.

L'elevato potere risolutivo del radiotelescopio ALMA ha permesso di misurare il rapporto isotopico in regioni diverse della coda, sia vicino sia lontano dal nucleo, che è risultato essere uguale.

Ma le comete non sono solo trasportatrici di acqua, anche di molecole organiche il che rende possibile che anche i mattoni della vita siano arrivati dalle comete cadute sulla Terra dove hanno poi trovato condizioni proficue per la nascita e lo sviluppo della vita.

Riferimento allo studio

"A D/H ratio consistent with Earth’s water in Halley-type comet 12P from ALMA HDO mapping" Cordiner, M.A., Gibb, E.L., Kisiel, Z. et al. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02614-7