I primi giorni della terra

La rotazione terrestre

Le ipotesi sull'origine della Terra verranno affrontate trattando del Sistema Solare, cui essa appartiene e di cui evidentemente segue le vicissitudini. Appena formatasi, la Terra doveva avere una superficie arida che andò lentamente raffreddandosi dando origine alle rocce iniziali ritenute di tipo basaltico. I componenti volatili di questa primitiva crosta, come il vapore acqueo, l'anidride carbonica. l'anidride solforosa, l'ossigeno, l'azoto ecc., andarono a costituire l'atmosfera primordiale, la cui temperatura doveva essere elevatissima e superiore, ad esempio, a 1000 C°. L'esigua consistenza della pellicola solida fece sì che la crosta subisse forti sconvolgimenti per le maree che agitavano la parte sottostante ancora fluida. Un ulteriore abbassamento di temperatura portò ad un ispessimento della crosta e nell'atmosfera il vapore acqueo, condensandosi, diede luogo alle prime precipitazioni. Le piogge di allora dovevano essere terribili, con acqua altamente mineralizzata che andava a costituire nelle depressioni della crosta la prima idrosfera. L'atmosfera nel frattempo subì profonde modifiche. Dapprima essa non fu favorevole alla vita: l'atmosfera primordiale, detta anche pneumoatmosfera, era ricca di anidride carbonica, ammoniaca e metano e nel complesso riducente. In seguito, soprattutto per il bombardamento dei raggi cosmici, l'atmosfera si arricchì di ossigeno e divenne ossidante, mentre la superficie terrestre era soggetta all'impatto dei meteoriti che cadevano su una superficie ancora brulla che ricorda quella attuale della nostra Luna. Secondo Hoyle un'importanza notevole ebbe l'anidride carbonica. che è presente come carbonato in molte rocce sedimentarie e che all'inizio potrebbe essere stata portata sulla Terra da comete. Questo gas dovette esercitare sulla superficie terrestre una pressione di molte atmosfere e quell'«effetto serra» che oggi noi temiamo. A causa di questo la luce visibile emanata dal Sole penetrò nell'atmosfera e scaldò la superficie del pianeta ma impedì alla radiazione infrarossa emessa dalla Terra riscaldata di ritornare nello spazio. La temperatura quindi a livello del suolo salì e con essa l'acqua degli oceani. In seguito, ritiene Hoyle, l'anidride carbonica dell'atmosfera venne in gran parte «fissata>> nelle rocce quando, sciolta in acqua, si trovò a contatto con materiale solido idoneo: si formarono in tal modo molti carbonati sedimentari. Essendo però l'anidride carbonica praticamente insolubile in acqua calda, il processo sopra esposto si sarebbe verificato in tempi molto lunghi. Al diminuire dell'anidride carbonica nell'atmosfera scese anche la temperatura sulla superficie della Terra, ma mai al di sotto di 50°C fino a circa un miliardo di anni fa, quando comparvero i primi organismi. Lo studio dell'evoluzione dell'atmosfera e della sua origine ha due rilevanti implicazioni: geologica e biologica. La prima riguarda l'importanza che essa ha avuto sulle rocce con le quali è venuta a contatto e, più o meno direttamente, sulle acque terrestri e marine; la seconda gli esseri viventi, per cui diventa indispensabile una sua conoscenza quando si parla dell'origine della vita. La composizione dell'atmosfera è nota. Il formarsi di alcune sue componenti è chiaro, mentre per molte altre, subordinate, si pensa che siano derivate da vie particolari, come le eruzioni vulcaniche, l'emissione di gas dal sottosuolo per degassazione di magmi profondi ecc.

Confronto delle dimensioni dei quattro pianeti terrestri: da sinistra, Mercurio, Venere, la Terra e Marte

Secondo alcuni autori si possono fissare per l'atmosfera le seguenti tappe:

1. L'atmosfera primitiva, la protoatmosfera, era molto ricca di metano (CH4) e di anidride carbonica (COz) e possedeva meno acqua dell'attuale; vi erano inoltre alcuni composti del carbonio e dell'azoto; l'ossigeno poteva essere presente però in piccole quantità. Nell'insieme l'atmosfera era nettamente riducente.

2. Tra 4,6 e 3,3 miliardi di anni fa l'atmosfera appare ricCa di idrogeno e di elio che, essendo leggeri, si liberano e si disperdono nello spazio. I raggi ultravioletti del Sole decompongono l'ammoniaca (NH4) in idrogeno e azoto; il primo se ne va mentre l'atmosfera si arricchisce di azoto.

3. Tra 2,6 e 1,7 miliardi di anni fa compaiono le prime rocce in cui il ferro appare presente come ossidato.

4. L'atmosfera continua ad arricchirsi in ossigeno e azoto e la sua composizione si fa simile all'attuale dove il 78% è azo,o e il 21% ossigeno.

5. Tra 1,8 e 1,4 miliardi di anni fa si passa ad un'atmosfera ossidante, ricca quindi di ossigeno. Un contributo notevole a questo processo viene dalla fotosintesi. A livello della superficie terrestre si ha la decomposizione dell'acqua all'utilizzo di idrogeno per le sintesi organi che, mentre l'ossigeno si libera e va ad arricchire l'atmosfera. 6,15 miliardi di anni fa appaiono le prime rocce sedimentarie di colore rosso, per cui si può dedurre che l'atmosfera doveva avere grande disponibiità di ossigeno libero, simile alla attuale.

Un discorso a parte e piuttosto complesso riguarda le acque, cioè l'idrosfera. Seconoo alcuni, circa 4 miliardi di anni fa si sarebbero formate quelle oceaniche, mentre per altri esse si sarebbero formate nell'ultimo miliardo e in particolare durante gli ultimi 100 milioni di anni