La genesi del Sistema solare

La datazione delle rocce terrestri, lunari e dei meteoriti e l'età del Sistema solare

Il principio della datazione si fonda sulla misura degli elementi radioattivi presenti nelle rocce sottoposte ad esame. Un elemento radioattivo "primario" dissociandosi dà luogo ad elemento "secondario". In un intervallo di tempo t le abbondanze si modificano seguendo una legge del tipo:

d = d₀ + p (e - 1 );

dove d₀ è l'abbondanza iniziale dell'elemento primario d, p è l'abbondanza iniziale dell'elemento secondario, è l'intervallo di tempo preso in considerazione e una costante di decadimento.

Nel caso in cui d' sia un isotopo stabile dell'elemento d, sempre nel tempo abbiamo:

d/d' = (d/d')₀ + (p/d') (e - 1 ).

Al fine di determinare l'età del Sistema solare, si utilizzano degli "orologi" a lungo termine derivati dal decadimento di alcune specie fisiche. In particolare le coppie:

• K⁴⁰ (kripton), Ar⁴⁰ (argon) con tempo di decadimento 5.8 10^-11 per anno;
• Rb⁸⁷ (rubidio), Sr⁸⁷(stronzio) con tempo di decadimento 1.4·10^-11 per anno;
• U²³⁸ (uranio), Pb²³⁸ (piombo) con tempo di decadimento 1.5·10^-11 per anno.

Le misure fatte con questi elementi su campioni di meteoriti, mostrano che l'età del Sistema solare è, approssimativamente, 4.55·10⁹ anni, cioè 4.55 miliardi di anni. Inoltre, le misure delle abbondanze del Pu²⁴⁴ (plutonio), e dello I¹²⁹(iodio) che hanno dei tempi di decadimento più corti, danno un'indicazione relativa al tempo della condensazione del materiale planetario. Essi mostrano che non sono stati necessari più di 100 milioni di anni per la formazione dei pianeti dopo che il materiale protosolare si è isolato da quello interstellare. Quest'ultima stima d'età potrebbe corrispondere al momento in cui la nube protosolare è passata attraverso uno dei bracci a spirale della Galassia. Ciò implica che il Sole ed i pianeti si siano formati contemporaneamente, durante il passaggio in una parte della Galassia particolarmente densa e ricca di polveri.