Come si è formata la Terra?

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La Storia della Terra si riferisce all’insieme dei più rilevanti eventi che hanno avuto luogo sul nostro Pianeta fin dalla sua formazione, contemplandone anche le principali fasi evolutive e gli stadi di sviluppo. Nel corso degli ultimi due secoli, scienziati e studiosi hanno infatti recuperato i resti fossili di animali e piante e osservato con attenzione le rocce della Terra, con l’obiettivo di ricostruirne la storia. La Terra iniziò ad esistere effettivamente nel Sistema Solare circa 4560 milioni di anni fa, quando era solo un corpo roccioso dalla temperatura assai elevata.

Per le prime forme di vita, dobbiamo compiere un salto indietro fino a 4000 milioni anni fa, esplorando gli abissi oceanici. Da allora, gli esseri viventi hanno continuato a diffondersi e a diversificarsi in un processo evolutivo molto lontano dall’essere lineare. Lo stesso è accaduto per gli ambienti naturali, che hanno inevitabilmente subito mutamenti continui dovuti alla fervente attività vulcanica, all’impatto di meteoriti e a cambiamenti climatici dalle potenzialità catastrofiche.

Com’è nata la Terra

La Storia della Terra e la sua evoluzione è insomma particolarmente ricca di eventi che ne hanno cambiato l’aspetto nel tempo. E così continuerà anche in futuro. Una storia che ha una rilevanza fondamentale per comprendere l’ambiente che ci circonda e che, come dicevamo, è iniziata circa 4560 miliardi di anni a partire da quella che è conosciuta come nebulosa solare.

Inizialmente, vi era solo un disco in rotazione composto da gas e polveri: dopo la formazione del nostro Sole, il materiale in eccesso ha iniziato a raggrupparsi in zone diverse, contribuendo alla creazione dei pianeti che oggi conosciamo. Nei suoi primi “vagiti” di vita, la cosiddetta neo Terra presentava una massa fatta soprattutto di roccia, metalli, gas ed elementi radioattivi in uno stato di fusione. Il Pianeta appariva allora come una sfera fusa omogenea ed indifferenziata.

Successivamente, con l’inizio di un lungo processo di raffreddamento dell’intero agglomerato, i materiali composti più pesanti concentrati verso il centro iniziano a separarsi. Materiali, questi, come può essere ad esempio il ferro, di cui è costituito per gran parte il nucleo terrestre. Quando poi l’acqua ha iniziato ad accumularsi, ha aiutato a raffreddare la parte esterna di quello che è il Pianeta oggi, formando una vera e propria crosta, ricca di elementi che creano composti leggeri.

Attualmente, nonostante l’evoluzione tecnologica, non siamo in grado di sapere se l’acqua è andata a formarsi per la reazione tra idrogeno e ossigeno o se è arrivata dallo spazio già come tale. Questa fase fondamentale ha permesso alla Terra di separarsi in tre gusci, del tutto concentrici. Si tratta della crosta, del mantello e del nucleo: la prima, come dicevamo, è più ricca di elementi leggeri e poco densi; il secondo predilige il ferro e il magnesio; e l’ultima invece è ricca di siderofili e composti pesanti.

Molto importante nella Storia della Terra è stato l’effetto composto dei materiali pesanti e leggeri, che hanno contribuito alla costruzione della sua struttura fisica attuale. Per quanto riguarda l’atmosfera, almeno nella sua fase primordiale, è dovuta all’intensa attività vulcanica del Pianeta. Il conseguente vapore acqueo, condensandosi e aumentando sfruttando il ghiaccio trasportato dalle comete, ha poi portato alla formazione degli oceani.

A quei tempi, comunque, i moti della Terra dovevano essere più veloci di quelli attuali. Solo con la formazione della Luna, avvenuta molto probabilmente per via di un impatto con un corpo celeste vagant, si instaurò il sistema Luna-Terra che conosciamo. Grazie alla gravità, i moti terrestri hanno iniziato a rallentare e a stabilizzarsi, riducendo di conseguenza le variazioni di inclinazione dell’asse. Non è esagerato pensare che, senza questa azione stabilizzatrice, la vita come la conosciamo oggi non potrebbe esistere.

Storia del pianeta Terra: i primi continenti

Grazie agli scienziati che con il tempo hanno saputo ricostruire la Storia della Terra, è ormai noto che la crosta iniziale che si era formata dopo il primo raffreddamento della crosta terrestre è scomparsa praticamente tutta. Ciò è accaduto per via dei frequenti movimenti tettonici e, allo stesso tempo, per l’intenso bombardamento meteoritico.

I primi enormi pezzi di crosta continentale, prodotto di una differenziazione degli elementi leggeri durante una fusione parziale della crosta inferiore, apparvero circa 4 miliardi di anni fa, e formano quelli che allo stato attuale sono i nuclei intorno ai quali si sono sviluppati i vari continenti. Ancora oggi è possibile osservare ciò che ne rimane grazie a quelli che sono chiamati cratoni, in cui si trovano alcune delle rocce più antiche della Terra, risalenti addirittura a 4 miliardi di anni fa.

Grazie al loro studio, abbiamo scoperto che sulla superficie sono presenti, tra le altre cose, molti grani sedimentari levigati dall’erosione durante il trasporto nell’acqua. Questo dimostra che già al tempo esistevano fiumi e mari.

Si vengono così a creare tutti i presupposti per l’origine della vita, nonostante vi siano due diverse teorie in merito, entrambe valide. La prima scuola di pensiero sostiene che i componenti organici siano arrivati sulla Terra direttamente dallo spazio, si tratta della cosiddetta Panspermia, mentre la seconda suggerisce al contrario che questi si siano originati direttamente sul nostro Pianeta.

In ogni caso, i meccanismi generali proposti da entrambe le teorie sono piuttosto simili, nonostante non sia possibile stabilire il momento preciso in cui la vita si è effettivamente sviluppata. Si ipotizza che sia avvenuto circa 4 miliardi di anni fa, quando la prima molecola andò a duplicarsi gettando quelle che sono le basi fondamentali alla nascita del primo antenato comune a tutta la vita.

L’origine della vita sulla Terra

Nella Terra primordiale, qualche molecola fu quindi in grado di riprodurre copie di se stessa, divenendo un replicatore. Allo stesso modo, la creazione di più varianti più o meno adatte alla sopravvivenza, contribuì all’inzio dell’evoluzione tra la materia inanimata. Una delle teorie più vecchie e accreditate spiega questo complesso processo a partire dall’alta energia vulcanica, i fulmini e la radiazione ultravioletta, che avrebbero indotto la produzione di molecole più complesse.

Tra queste, ci sarebbero stati pure dei composti organici relativamente semplici, come i nucleotidi e gli amminoacidi, che sono i costituenti necessari affinché vi sia della vita. Questo brodo organico primordiale ha iniziato a crescere in quantità e concentrazione, portando molecole diverse a reagire l’un l’altra. Finché una molecola-replicatore non è riuscita ad emergere e ad imporsi sulle altre, per poi venire rimpiazzata nella sua funzione quasi del tutto dal DNA.

Pare allora possibile che sia l’RNA il replicatore primitivo, considerando che contiene le informazioni genetiche degli esseri viventi. Come spiegato nella cosiddetta Teoria delle Bolle, ad un certo punto il DNA ha preso il posto dell’RNA come archivio genetico, e “le proteine note come enzimi sono andate di conseguenza a ricoprire il ruolo di catalizzatori delle reazioni, lasciando all’RNA il ruolo di trasferire le informazioni, sintetizzare le proteine e modulare l’intero processo”.

Recenti studi, indicano che l’ultimo antenato comune universale per tutte le forme di vita presenti sulla Terra visse attorno a 3 miliardi e mezzo di anni. Questa cellula viene comunemente chiamata LUCA – acronimo dall’inglese Last Universal Common Ancestor – e di fatto è il progenitore di tutta la vita oggi nota sul nostro Pianeta.

Come fanno praticamente tutte le cellule moderne, utilizzava il DNA per immagazzinare il codice genetico, l’RNA per il trasferimento delle informazioni e infine la sintesi delle proteine e gli enzimi per catalizzare le sue reazioni. È comunque ancora dibattuto se la vita si sia formata in mare o in ambiente subaereo. Quel che è certo, è che in una fase successiva il noto processo di fotosintesi ha permesso a tutte le forme di vita di accumulare l’energia direttamente dal Sole.

La fotosintesi è comparsa con quelli che gli studiosi indicano come cianobatteri, ovvero dei microrganismi che per lungo tempo hanno dominato le acque del nostro Pianeta primordiale, e che hanno contribuito a produrre una progressiva diminuzione di anidride carbonica, favorendo contemporaneamente l’aumento della concentrazione di ossigeno. A sua volta, l’ossigeno è andato a saturare le acque e a diffondersi nell’atmosfera, creando lo strato di ozono.

La vita, aiutata dall’ozono presente nelle parti più alte dell’atmosfera ad assorbire i raggi ultravioletti nocivi, ha potuto così colonizzare il Pianeta. Solo 490 milioni di anni fa, e dopo ben cinque estinzioni di massa – l’ultima portò all’estinzione dei dinosauri a causa dell’impatto di un meteorite, i mammiferi sono riusciti ad affermarsi. Portando, con l’evoluzione che un po’ tutti conosciamo, alla tardiva nascita della razza umana.