La creazione della Terra è strettamente legata alla formazione del sistema solare circa cinque miliardi di anni fa. Il sistema solare si è condensato da un’enorme nube di gas e polvere, con il Sole che si è formato come parte della nuvola collassata su se stessa sotto l’influenza della gravità fino al punto in cui potrebbe iniziare la fusione nucleare. Il campo gravitazionale del Sole ha attratto grandi quantità di materiale, che ha formato intorno ad esso una struttura a forma di disco, nota come disco di accrescimento. La Terra, come gli altri pianeti, è stata creata circa 4.54 miliardi di anni fa quando parte del materiale di questo disco si è unito per formare un corpo sferico. Ad un certo punto all’inizio della sua storia, si pensa che un pianeta più piccolo si sia scontrato con questo corpo, aumentando le sue dimensioni e dando luogo alla formazione della Luna.
Formazione stellare
Le stelle si formano da enormi nubi di gas, principalmente idrogeno, note come nuvole molecolari giganti, poiché sono costituite da molecole. Le prime stelle cominciarono ad apparire quando l’universo era abbastanza freddo da permettere la formazione di molecole di idrogeno. Le parti di queste nubi dove la densità è un po’ maggiore accumulano più gas attraverso l’attrazione gravitazionale, formando regioni globulari di densità relativamente alta. Questi sono conosciuti come “globuli di Bok”, dal nome dell’astronomo Bart Bok, e possono essere osservati oggi in altre parti della galassia. Parti di questi globuli si sono ulteriormente condensate sotto gravità, fino a quando i nuclei degli atomi di idrogeno sono stati compressi così tanto che ha avuto luogo la fusione nucleare, che ha portato alla nascita di una stella.
Le fluttuazioni di densità che portano al collasso di parti di una gigantesca nube molecolare possono essere piccole variazioni presenti fin dall’inizio. In alternativa, alcuni eventi possono comprimere parti del cloud. Una possibilità è che la nube possa passare attraverso il braccio di una galassia, dove c’è una maggiore densità di stelle preesistenti. Un altro è la compressione delle onde d’urto di una supernova vicina.
Formazione del pianeta
Il materiale che circonda una nuova stella orbita intorno ad essa, stabilendosi infine in un disco di accrescimento. Da questo materiale, i pianeti possono formarsi in due modi. L’idrogeno in eccesso, insieme a piccole quantità di altri gas, può condensarsi in pianeti giganti come Giove e Saturno. Le quantità di gas coinvolte non sono sufficienti perché la gravità provochi la fusione nucleare, quindi rimangono pianeti piuttosto che stelle. L’altro modo, molto più lento, è che le particelle di polvere si raggruppino insieme, formando masse più grandi che si scontrano l’una con l’altra e si uniscono fino alla formazione di asteroidi e pianeti.
I pianeti rocciosi come la Terra non avrebbero potuto formarsi come parte della prima ondata di formazione stellare poiché non era disponibile materiale adatto. A questo punto c’erano solo idrogeno ed elio, entrambi gas, e una traccia di litio, un metallo molto leggero. Gli elementi più pesanti necessari per formare la roccia sono stati creati all’interno delle stelle dalla fusione nucleare. Questo processo, tuttavia, può creare solo gli elementi fino al ferro compreso. Ci sono molti elementi più pesanti del ferro presenti sulla Terra e alcuni di essi sono essenziali per la vita umana.
Gli elementi più pesanti del ferro possono essere prodotti solo da un’esplosione di supernova. Ne consegue che deve esserci stata almeno una supernova nelle vicinanze del sistema solare prima della sua formazione. Può essere che questo sia ciò che ha innescato il collasso della nube molecolare che ha formato il Sole e i pianeti.
La Formazione della Terra
I processi che formano i sistemi stellari sono ancora in atto e possono essere osservati, in varie fasi, in altre parti della nostra galassia. Si pensa che la formazione del sistema solare abbia seguito uno schema simile. Ci sono, tuttavia, alcuni eventi particolari che hanno contribuito a plasmare la Terra come la conosciamo oggi.
Non è noto con precisione quale meccanismo abbia causato il collasso di parte di una nube molecolare nel Sole e nel suo disco di accrescimento. Qualunque sia la causa, quando il centro divenne sufficientemente denso, si accese per diventare il Sole. Flussi di particelle – noti come “vento solare” – dalla nuova stella hanno bandito i gas al sistema solare esterno, dove hanno formato i pianeti giganti gassosi. Pezzi di materiale roccioso sono rimasti nel sistema solare interno, dove potrebbero trasformarsi in pianeti.
Una volta che la Terra si è formata, ha iniziato a riscaldarsi. Questo fenomeno era dovuto a una combinazione del decadimento degli elementi radioattivi, della continua compressione del materiale del pianeta per gravità e degli impatti di meteoriti. Man mano che il materiale si scioglieva, diversi elementi diventavano mobili e quelli più pesanti, come il ferro, gravitavano verso il centro, formando il nucleo responsabile del campo magnetico terrestre. I materiali più leggeri, come i silicati, galleggiavano sulla superficie, formando la crosta. La crosta relativamente sottile e solida sopra il materiale fuso più denso ha dato origine alla tettonica a placche e al vulcanismo.
La storia antica del nostro pianeta non è stata liscia, ma ha coinvolto una serie di eventi caratterizzati da impatti massicci. La più grande di queste collisioni potrebbe aver creato la Luna. Prove evidenti suggeriscono che poco dopo la sua formazione, il pianeta è stato colpito da un corpo delle dimensioni di Marte chiamato Theia, che potrebbe essersi formato in un punto di Lagrange – un punto di equilibrio gravitazionale – nell’orbita terrestre. Questa collisione avrebbe espulso molti gigatoni di materiale che sarebbero poi andati in orbita e si sarebbero uniti per formare la Luna.