Come lo zolfo ha plasmato l’evoluzione della Terra

C’è un elemento chimico che potrebbe favorire o limitare la potenziale abitabilità in tutto il Sistema Solare. È lo zolfo, che ha plasmato l’evoluzione del nostro pianeta, dalla formazione del nucleo alla generazione di composti necessari allo sviluppo di forme di vita.

Per studiare come il ciclo profondo dello zolfo, ovvero i suoi movimenti e le sue trasformazioni sotto la superficie terrestre, è nato il progetto di ricerca “S-CAPE” (The Earth’s Deep Sulphur Cycle from Planetary Accretion to Present – Il ciclo profondo dello zolfo della Terra dall’accrescimento del pianeta fino a oggi), coordinato da Valerio Cerantola, professore di Mineralogia al Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Terra (DISAT) dell’Università di Milano-Bicocca, che è stato premiato dall’European Research Council con un finanziamento di 3 milioni di euro, della durata di cinque anni, nella categoria “Consolidator Grant”.

Valerio Cerantola coinvolgerà nella ricerca un’equipe di una decina di persone, compresi tre dottorandi e tre post-doc che verranno assunti grazie al finanziamento.

Lo zolfo al centro del progetto “S-CAPE”

Il prof. Cerantola spiega che: «Lo zolfo viene spesso erroneamente considerato come un costituente minore all’interno della Terra, nonostante sia certamente tra i primi otto elementi più abbondanti sul nostro pianeta, forse addirittura il quinto. Se grandi quantità di questo elemento sono rimaste nel nucleo terrestre quando il pianeta si è differenziato, creando i suoi strati concentrici, una frazione significativa risiede ancora oggi nella crosta e nel mantello influenzando processi geologici, geochimici e biologici del pianeta, dalle reazioni di ossidoriduzione al ciclo dei volatili fino all’evoluzione geodinamica della Terra».

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S-CAPE mira ad approfondire questi aspetti «studiando sperimentalmente e teoricamente la trasformazione dei composti contenenti zolfo» aggiunge Cerantola, a partire da tre obiettivi:

• Capire come lo zolfo sia arrivato sulla Terra, simulando diversi tipi di impatti meteoritici o di collisioni di pianeti, per capire il loro effetto sui composti di zolfo, come i solfuri, i solfati o i solfiti.
• Capire come lo zolfo possa avere influenzato la geochimica all’inizio della formazione planetaria, provocando reazioni chimiche che hanno generato i minerali odierni.
• Altri studi, in ambito biologico, affermano che i composti di zolfo possano avere contribuito a donare energia ai composti monocellulari che si sono formati agli albori della vita, 3,7-3,8 miliardi di anni fa. Se noi provassimo che questi composti erano stabili alle condizioni di formazione del pianeta, e quindi ben prima dei 3,8 miliardi di anni, potremmo ipotizzare che la vita si sia formata molto prima di quanto si pensi ora.

Gli esperimenti verranno condotti allo European X-Ray Free-Electron Laser di Amburgo, in Germania, e al Sincrotone Europeo di Grenoble, in Francia. All’Università di Milano-Bicocca verrà condotta la preparazione dei campioni sperimentali e sarà utilizzata la piattaforma di microscopia per studi sui materiali post-esperimento.