I dati geologici indicano che sul nostro pianeta l'acqua non congelò mai completamente, neppure quando il Sole era molto giovane e la sua radiazione era insufficiente a mantenerla allo stato liquido. Il necessario surplus di calore può essere venuto dall'effetto serra generato non dall'anidride carbonica o dal metano - presenti in misura troppo limitata nell'atmosfera del tempo - ma dall'idrogeno molecolare, che in opportune concentrazioni può anch'esso diventare un gas serra
(red)
La Terra è rimasta sempre abbastanza calda da ospitare acqua allo stato liquido, anche quando il giovane Sole era molto più debole di oggi e non irradiava energia sufficiente a impedirne il congelamento. Questo apparente paradosso potrebbe aver trovato una spiegazione grazie a uno studio condotto da ricercatori dell'Università di Chicago e pubblicato su “Science”.
Dato che il progressivo accumulo di elio nel nucleo delle stelle ne aumenta la luminosità via via che aumenta dell'età, si può calcolare che l'energia solare incidente sulla Terra durante i periodi Archeano e Adeano – da circa 3,8 miliardi di anni fa a 1,6 miliardi di anni fa - fosse significativamente ridotta rispetto a quella attuale: all'inizio dell'Archeano era addirittura inferiore del 75 per cento. Ma i dati geologici indicano che in quel periodo la Terra non è rimasta mai completamente ghiacciata, per cui devono essere esistiti altri meccanismi di riscaldamento del pianeta.
L'ipotesi prevalente è che il mantenimento di una temperature compatibile con acqua liquida sia legato all'effetto serra. Tuttavia le analisi dei paleosuoli sembrerebbero indicare che i livelli atmosferici dei più importanti gas serra – anidride carbonica, metano e vapori di ammoniaca – all'epoca non fossero sufficienti a garantire un riscaldamento tale da mantenere l'acqua allo stato liquido. E i batteri metanogeni, a cui si attribuisce il successivo accumulo di metano in atmosfera e l'innesco di un chiaro effetto serra, sarebbero comparsi solo verso la metà del periodo preso in considerazione.
Robin Wordsworth e Raymond Pierrehumbert hanno analizzato i meccanismi che rendono alcuni gas efficaci agenti di un effetto serra e altri no. Sfruttando gli studi sui meccanismi dell'effetto serra sui pianeti gassosi giganti e su Titano, hanno mostrato come anche le molecole di idrogeno - che solitamente non sono considerare gas serra - possono essere in grado di intrappolare la radiazione solare quando si trovino in uno stato di eccitazione. Attraverso una serie di simulazioni Wordsworth e Pierrehumbert hanno mostrato che un simile stato di eccitazione può verificarsi il seguito agli urti fra le molecole di azoto e di idrogeno quando quest'ultimo raggiunge concentrazioni abbastanza elevate. In particolare, considerato che l'atmosfera terrestre era un tempo molto più ricca di idrogeno, i ricercatori hanno calcolato che un'atmosfera terrestre composta al 10 per cento di idrogeno molecolare potrebbe aver aumentato la temperatura della superficie addirittura da 10°C a 15°C.
In un commento alla ricerca, James Kasting della Pennsylvania State University osserva però che le ipotesi dello studio hanno margini di incertezza elevati, e che lo stesso vale per i dati sulla presenza e l'abbondanza dei metanogeni nelle diverse fasi dell'Archeano.
http://www.lescienze.it/news/2013/01/07/news/acqua_allo_stato_liquido_archeano_effetto_serra_idrogeno_azoto-1445050/
