28 giugno 2010

Circostanze che hanno permesso la vita (parte 3^)

La quarta circostanza ‘fortunata’: formazione degli elementi per la vita e proprietà notevoli dell’acqua


La reazione che dall'elio, attraverso il berillio, conduce al carbonio (Be8 + He4 -> C12) e quella che dal carbonio, attraverso la cattura di elio, conduce all'ossigeno (C12 + He4 -> O16) sono molto delicate. Nel primo caso, se non esistesse un opportuno livello di eccitazione del carbonio, la bassissima probabilità della reazione in condizioni normali ne impedirebbe la sintesi; nel secondo caso, se il livello energetico dell'ossigeno non fosse di poco inferiore a quello della reazione che lo forma, il carbonio sarebbe quasi interamente bruciato per produrre ossigeno: nella realtà delle cose si perde il berillio, poco importante per la vita, e si conserva una ben maggiore quantità di carbonio, senza del quale l'intera biologia non sarebbe possibile.

La formazione dei cristalli e la stabilità delle macromolecole (e quelle della chimica della vita sono macromolecole) sono inoltre anch'esse legate ai valori critici del rapporto di massa fra protone ed elettrone e a quello della carica elettrica elementare.

Non va infine dimenticato che l'acqua, è così importante per la vita a causa della sua grande costante dielettrica, del valore di circa 80, che la differenzia da tutte le altre sostanze a cui compete un valore poco superiore a 1. Più grande è la costante dielettrica e maggiore è il potere della sostanza di scindere i legami tra le molecole in essa ‘sciolti’: ciò fa quindi dell’acqua una sostanza prodigiosamente capace di permettere lo scomporsi e il ricomporsi delle sostanze chimiche per formarne altre.

Infine, particolare minore ma non meno importante, l’acqua ha un comportamento anomalo tra 0°C e 4°C: invece di crescere in volume (così come fanno tutte le sostanze presenti in natura che all’aumentare della temperatura si dilatano), diminuisce in volume per cui nei bacini d’acqua, in inverno, pur congelando in superficie, resta a 4°C e liquida nel fondo, permettendo così la vita delle creature acquatiche anche in condizioni di freddo estremo.

Circostanze fortunate che riguardano la Terra:

La quinta circostanza fortunata (per la Terra): la distanza della Terra dal sole.


La distanza della terra dal sole è di 150 milioni di km. Una diminuzione di solo il 30% porterebbe alla distanza a cui si trova Venere, troppo vicino al sole. Infatti la temperatura su Venere arriva sui 500 °C. Si capisce che in queste condizioni la vita sarebbe impossibile. Inoltre la variazione della distanza dalla terra dal sole è durante l’anno del 3%, essendo la sua traiettoria quasi una circonferenza (in termini matematici significa che l’eccentricità della traiettoria è vicina allo zero). Per fare un altro esempio invece l’orbita di marte è più ellittica e ciò significa che la sua distanza dal sole durante l’anno varia di molto, di 50 milioni di km circa. Se anche la terra avesse questa variazione, in gennaio, quando la terra è più vicina al sole, la crosta terrestre friggerebbe. Addirirttura se la terra fosse più vicina al sole di 7 milioni di chilometri  il vapore acqueo non si potrebbe condensare e allora la terra avrebbe solo nubi e niente oceani.

Invece le condizioni sono tali che l’acqua può essere largamente presente allo stadio liquido perché la temperatura media della biosfera sulla superficie terrestre giace proprio all'interno dello stretto intervallo fra il suo punto di congelamento e il suo punto di ebollizione (0-100 °C).

(vai alla 4^ parte)
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