Un nuovo studio presenta prove decisive di un’esplosione di supernova vicino alla Terra 2,5 milioni di anni fa. Quali effetti avrebbe avuto sul nostro pianeta?

Nel corso della storia, la Terra ha buto è stata molto travagliata. Le catastrofi sono stati molteplici nel corso dei suoi 4,5 miliardi di anni di storia (potenti eruzioni vulcaniche, ere glaciali, asteroidi). Ma il pericolo più grande potrebbe essere una Supernova nei pressi del nostro Pianeta: ad una giusta distanza potrebbe spazzare via addirittura la nostra atmosfera.

Supernova
Rappresentazione artistica di una supernova mostra gli strati di gas espulsi di una stella massiccia.
Credit: NASA / Swift / Skyworks Digital / Dana Berry

Le prove

Studi precedenti si concentravano sulla ricerca di 60Fe, un isotopo instabile del ferro prodotto dalle supernove, rilevato in sedimenti marini chiamati croste di ferromanganese. Un nuovo studio presenta prove circa una concentrazione di 53 Mn (un altro radioisotopo prodotto dalle supernove) che farebbe riferimento ad una ulteriori supernova accaduta nelle vicinanze della Terra 2,5 milioni di anni fa. Trovare tracce di questi radioisotopi rappresentano una prova importante di un’eventuale supernova

Il team di ricercatori dietro questo studio ha esaminato campioni di queste croste di ferromanganese e ha trovato non solo 60Fe, ma anche 53Mn. Il 60Fe trovato sulla Terra è una potenziale prova di un’esplosione di supernova nelle vicinanze. Poiché la sua emivita è di 2,6 milioni di anni, qualsiasi 60Fe sulla Terra sarebbe dovuto decadere in nichel molto tempo fa. Trovarlo ora significa che è stato prodotto in tempi più recenti, in termini astronomici. Ma le supernove non sono l’unica cosa che può sintetizzare 60Fe. Può anche essere prodotto da stelle AGB. Tutte le stelle nella gamma di massa da bassa a intermedia (da 1 a 10 masse solari) attraversano questo stadio di evoluzione verso la fine della loro vita. Sarebbe quindi possibile, almeno in linea di principio, che il 60Fe trovato sulla Terra provenga da una stella AGB, piuttosto che da una supernova.

Crosta di manganese
Questo è un pezzo di crosta di manganese che ha iniziato a formarsi circa 20 milioni di anni fa. Cresceva strato dopo strato mentre i minerali precipitavano fuori dall’acqua di mare. I ricercatori hanno trovato concentrazioni elevate di 60 Fe e 56 Mn in strati stabiliti circa 2,5 milioni di anni fa. La presenza di questi depositi è la prova dell’esplosione di una vicina supernova in quel momento. Credit: Dominik Koll / TUM

Come si può rispondere alla domanda sulla fonte del 60Fe?

Gi scienziati hanno trovato 53Mn nelle stesse croste di ferromanganese del 60Fe. A differenza di 60Fe, 53Mn non può essere prodotto dalle stelle AGB. Può essere prodotto solo da supernovae. Le croste di ferromanganese al centro di questa scoperta sembrano alcune delle “torte al cioccolato” più umide e ricche che si possano immaginare. Ma ovviamente sono duri come la roccia. Per trovare il 53Mn in queste croste dall’aspetto curioso, i ricercatori sono dovuti andare a caccia di singoli atomi, impiegando un metodo chiamato spettrometria di massa. Ciò indica un’ esplosione grande ed estremamente energetica. Ma che effetto ha avuto? Era troppo lontana per provocare un’estinzione di massa, ma probabilmente ha inondato la Terra di raggi cosmici con effetti sul clima.

Gli effetti

Alcuni ricercatori pensano che l’esplosione della supernova in quel momento abbia innescato almeno un’estinzione parziale, chiamata estinzione della megafauna marina del  Pliocene. Indicano non solo la presenza di livelli elevati di 60Fe, ma anche una caratteristica nello spazio chiamata “Local Bubble” . È un gigantesco buco nel mezzo interstellare causato da una o più esplosioni di supernove. Ora, la scoperta di 53Mn non fa che rafforzare questa ipotesi. Nel loro lavoro, i ricercatori hanno esaminato campioni di croste di ferromanganese di origine idrogenetica, provenienti da quattro diverse località nell’Oceano Pacifico. Due provenivano dall’atollo di Midway, uno dal Donizetti Ridge e il quarto dal Pacifico centrale. I campioni variavano in profondità da 1.589 metri fino a 5.120 metri. Ogni posizione di campionamento ha prodotto 15 campioni di profondità crescente, per un totale di 60 campioni.

Figura
Questa figura dallo studio mostra i dati uniti da tutte e quattro le aree di campionamento. Il C / C0 sull’asse verticale rappresenta i rapporti 53Mn / Mn misurati nei campioni. C’è un netto picco a 2,5 milioni di anni fa. Credit: Korschinek et al, 2020.
Il passare del tempo

Per quanto riguarda l’effetto che il SN ha avuto sulla Terra, questa è fonte di grandi congetture, studi e dibattiti. Alcuni dicono che abbia innescato un’estinzione parziale nella già citata estinzione della megafauna marina del Pliocene. Altri dicono che potrebbe aver contribuito a innescare la conversione dell’umanità al bipedismo. Sebbene questo studio non si avventuri negli effetti che il SN potrebbe aver avuto sulla vita, presenta prove sempre più forti a favore. Una volta ogni 800 milioni di anni la terra potrebbe trovare in questa zona di pericolo e questa SN ne rappresenta un promemoria.

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