Quando la Terra nacque, 4,5 miliardi di anni fa, in seguito all’assemblaggio di tanti corpi minori della nebulosa solare, divenne ben presto un corpo incandescente: a riscaldarla furono gli impatti dei singoli «planetesimi», ma anche la disintegrazione di elementi radioattivi. Le parti più pesanti, come ferro e nichel, si organizzarono nel nucleo, mentre quelle più leggere, le rocce, si localizzarono nel mantello soprastante. La temperatura - 1500-2000˚C - era tale da impedire la presenza di acqua. Così, quando, dopo 2-300 milioni di anni, la crosta esterna si raffreddò fino a diventare solida, il nostro pianeta si ritrovò così secco e arido da essere inadatto a ospitare qualunque forma di vita.
E’ verosimile, quindi, che l'acqua che che oggi ricopre tre quarti della superficie terrestre provenga dallo spazio. E poiché le comete sono gli oggetti più ricchi d’acqua del Sistema Solare, è altrettanto plausibile che siano loro la causa primaria. Questa trasformazione decisiva sarebbe avvenuta all’incirca 3,9 miliardi di anni fa, quando - e le prove comiciano a essere consistenti la Terra venne colpita da una valanga di «corpi cometari» in quello che è definito il «Grande Bombardamento Tardivo».
E’ noto che esistono due «riserve» di comete: la lontanissima nube di Oort, un specie di sfera con un raggio di circa 50 mila unità astronomiche (ciascuna equivale alla distanza Terra-Sole) e la più prossima fascia di Kuiper, situata appena oltre l’orbita di Plutone, a circa 50 unità. Secondo gli studi più recenti, il «bombardamento» fu causato dal dislocamento di una serie di comete appartenenti a quest’ultima zona, in seguito al riassestamento dei due pianeti più esterni, Urano e Nettuno. Dimostrare sperimentalmente questo processo non è certo facile, ma un sistema, in realtà, esiste ed è legato alla composizione isotopica dell'acqua stessa.
E’ necessario ricordare come l’idrogeno che compare nella formula H2O - un elettrone attorno a un nucleo composto da un solo protone - può essere sostituito dal deuterio (noto anche come idrogeno pesante): quest’ultimo è composto da un elettrone attorno a un nucleo formato da una coppia protone-neutrone. Il processo può avvenire sia parzialmente (HDO) sia totalmente (D2O) e il «tenore» di deuterio è sempre specifico dell’origine dell’acqua stessa. E’ significativo che su alcune grandi comete provenienti dalla nube di Oort (come Hyakutake e Hale-Bopp e la più celebre Halley) il rapporto deuterio-idrogeno sia stato accuratamente misurato e che i risultati siano stati del tutto inattesi: il valore, infatti, risultava da 2 a 3 volte maggiore rispetto all’acqua di mare che è invece pari a 1,56x10 - e quindi chiaramente incompatibile. Allo stesso tempo le enigmatiche «condriti carboniose» - meteoriti piuttosto rare e ricche di composti organici - contengono acqua, caratterizzata da un rapporto vicinissimo a quello marino. Da qui è nata l’idea di un possibile collegamento tra le meteoriti del secondo tipo e l’acqua del nostro pianeta. Ma, finora, in questa indagine mancava il tassello più importante, la misura del rapporto su una cometa proveniente dalla fascia di Kuiper.
Si tratta in genere di comete piccole, che spesso vengono catturate da Giove, assumendo periodi orbitali simili a quelli del gigantesco pianeta: una di queste è la Hartley-2, che il 4 novembre 2010 venne sfiorata dalla sonda «Deep Impact», rivelandosi un «manubrio» a due teste, capaci di emettere nello spazio acqua e anidride carbonica come una sorta di docciatore da giardino. Probabilmente, un passaggio a soli 13 milioni di km da Giove, avvenuto il 28 aprile 1971, la «ringiovanì», prima disgregandola e poi riassemblandola: pur essendo lunga solo 2 km, il «lifting» rese Hartley-2 estremamente attiva, spingendola a emettere almeno 300 tonnellate al secondo d’acqua. Una quantità modesta in assoluto, ma più che sufficiente a Paul Hartogh del Max Planck Institute per catturare con lo strumento «Hifi» (Heterodyne Instrument for the Far Infrared), montato sul satellite infrarosso Herschel, la debolissima banda dell’acqua monodeuterata (HDO) a 509,2 GHz.
Il rapporto tra l’acqua mono-deuterata (HDO) e l’acqua normale (H2O), pubblicato su «Nature», ha -4 fornito un rapporto 1,61x10 , pressoché coincidente con quello dell'acqua oceanica: così, per la prima volta, c’è la prova che le comete della fascia di Kuiper potrebbero aver alimentato la Terra con la loro acqua. E' ovvio che questa misura, molto delicata e complessa, dovrà essere rifatta in futuro su altre comete a «corto periodo» e catturate da Giove. Ma non si deve dimenticare che anche l’acqua delle «condriti carboniose» presenta un’impronta terrestre. Il motivo è ancora controverso, ma acquisirebbe una propria logica se si riuscisse a dimostrare che questi corpi non sono altro che detriti di comete della fascia di Kuiper.
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