La disponibilità di acqua nella litosfera terrestre è stata fondamentale per l’evoluzione geologica del nostro pianeta e per l’emergere e la persistenza della vita. Un nuovo studio pubblicato su Science Advances mostra ora che, nelle profondità della Terra, l’idrogeno molecolare (H₂) può reagire con minerali contenenti ossigeno favorendo la formazione di nuova acqua e di minerali idratati anche in ambienti inizialmente privi di acqua.

La ricerca, pubblicata con il titolo “Unconventional water and hydrous mineral formation from dry minerals and H2 fluids”, è stata coordinata da Alberto Vitale Brovarone dell’Università di Bologna e ha coinvolto un team internazionale di ricercatrici e ricercatori provenienti da Italia, Francia, Germania, Stati Uniti e Agenzia Spaziale Europea.

Tra i coautori dello studio figura anche Fabrizio Nestola, docente del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, che ha contribuito fornendo esempi naturali della presenza di idrogeno molecolare in ambienti profondi della Terra.

In particolare, il contributo del Prof. Nestola si collega a una precedente ricerca pubblicata nel 2016 sulla rivista Science, in cui venne documentata per la prima volta la presenza diretta di idrogeno molecolare preservato all’interfaccia tra diamanti super profondi e inclusioni metalliche. Queste osservazioni rappresentano oggi un importante punto di riferimento per comprendere il ruolo dell’idrogeno nei processi che avvengono all’interno della crosta e del mantello terrestri.

Questa ricerca mostra che ”l’idrogeno molecolare, presente in profondità nella crosta e nel mantello terrestri, può reagire con minerali anidri, cioè privi di acqua, per generare, attraverso semplici reazioni chimiche di ossidoriduzione, sia nuova acqua che nuovi minerali idratati", spiega Alberto Vitale Brovarone, professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell'Università di Bologna e primo autore dello studio. "Questa scoperta cambia profondamente il modo in cui concepiamo il ciclo dell’acqua nelle profondità della Terra, con implicazioni sulla genesi dei magmi, sulla sismicità e sulla possibilità di vita nel sottosuolo profondo”.

I risultati ottenuti combinano analisi di campioni naturali, esperimenti di laboratorio e modellizzazione termodinamica. Secondo le ricercatrici e i ricercatori coinvolti, anche piccole quantità di acqua prodotte attraverso queste reazioni potrebbero modificare in modo significativo le proprietà chimiche e fisiche delle rocce profonde.

Il fenomeno osservato potrebbe infatti abbassare il punto di fusione delle rocce, favorendo la formazione di magma, e influenzare il comportamento meccanico dei materiali nel sottosuolo, con possibili effetti sui processi associati alla sismicità.

Non solo: reazioni simili potrebbero suggerire la presenza di minerali idratati - cioè contenenti acqua - anche su altri corpi celesti. E la produzione di acqua in profondità potrebbe estendere in modo significativo l'area in cui cercare forme di vita extraterrestri.

INFORMAZIONI PER LA STAMPA:

AUTORI: Alberto Vitale Brovarone, Emilie Thomassot, Simone Tumiati, Guillaume Siron, Giulia Consuma, Theodor Alpermann, Jay J. Ague, Fabrizio Nestola, Donato Giovannelli, Dimitri A. Sverjensky, Luca Toffolo

TiTOLO: Unconventional water and hydrous mineral formation from dry minerals and H₂ fluids