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Gli anni

L'universo ha un'età stimata di circa 13,8 miliardi di anni. Questa stima è basata sulle osservazioni della radiazione cosmica di fondo (CMB, Cosmic Microwave Background) e sull'espansione dell'universo misurata tramite il redshift delle galassie.

Come si è formato l'universo?

L'origine dell'universo è spiegata dalla teoria del Big Bang, che descrive un'espansione iniziale da uno stato estremamente caldo e denso. Ecco una sintesi del processo:

  1. Singolarità iniziale: L'universo era concentrato in un punto di densità e temperatura infinite. Non sappiamo esattamente cosa ci fosse "prima", poiché le leggi fisiche che conosciamo si rompono a questi livelli estremi.

  2. Espansione (Big Bang): Circa 13,8 miliardi di anni fa, lo spazio stesso iniziò a espandersi rapidamente. Questa espansione non è un'esplosione nello spazio, ma un'espansione dello spazio stesso.

  3. Inflazione cosmica: Nei primissimi istanti (meno di un secondo), l'universo si espanse enormemente in una frazione di tempo estremamente breve, dilatando minuscole fluttuazioni quantistiche in grandi strutture cosmiche.

  4. Formazione delle particelle fondamentali: Dopo circa 10−610^{-6} secondi, si formarono i primi quark, gluoni, elettroni e altre particelle fondamentali. I quark si unirono per formare protoni e neutroni.

  5. Nucleosintesi primordiale: Circa 3 minuti dopo il Big Bang, l'universo si era raffreddato abbastanza perché protoni e neutroni si combinassero formando nuclei di elementi leggeri come idrogeno, elio e tracce di litio.

  6. Radiazione cosmica di fondo: Circa 380.000 anni dopo, la temperatura scese sotto i 3000 K, permettendo agli elettroni di legarsi ai nuclei e formare gli atomi. La luce poté finalmente viaggiare liberamente nello spazio, dando origine alla radiazione cosmica di fondo che osserviamo oggi.

  7. Formazione delle stelle e delle galassie: Le regioni più dense di materia si attrassero gravitazionalmente, formando stelle e galassie a partire da gas di idrogeno ed elio.

  8. Espansione continua: Da allora, l'universo continua a espandersi e a raffreddarsi. La scoperta che questa espansione sta accelerando è attribuita all'effetto dell'energia oscura, una componente misteriosa che costituisce circa il 68% dell'universo.

Oggi, l'universo è un insieme vasto e dinamico di galassie, stelle, pianeti e altre strutture, in continua evoluzione.

illustrazione del big bang

L'età della Terra

La Terra ha un'età stimata di circa 4,54 miliardi di anni. Questa stima si basa sull'analisi dei più antichi minerali terrestri (come i cristalli di zircone), delle rocce lunari portate dalle missioni Apollo, e dei meteoriti, che si ritiene siano coevi con la formazione del nostro sistema solare.

Come si è formata la Terra?

La formazione della Terra è avvenuta in più fasi, nel contesto della formazione del Sistema Solare, circa 4,6 miliardi di anni fa:

  1. Nebulosa solare:

    • Il Sistema Solare si è formato da una gigantesca nube di gas e polveri, chiamata nebulosa solare. Questa nube collassò sotto la propria gravità, probabilmente a causa di una perturbazione, come l'onda d'urto di una supernova vicina.
    • Durante il collasso, la nube si appiattì in un disco rotante, con il Sole che si formava al centro.

  2. Accrescimento planetesimale:

  3. Formazione del nucleo:

    • Durante i primi milioni di anni, la proto-Terra era una massa di materiale in fusione a causa del calore generato dagli impatti, dal decadimento radioattivo e dalla compressione gravitazionale.
    • I materiali più densi, come il ferro e il nichel, affondarono verso il centro, formando il nucleo terrestre, mentre quelli più leggeri si spostarono verso l'esterno, formando il mantello e la crosta.

  4. Impatto gigante:

    • Circa 4,5 miliardi di anni fa, la Terra subì un impatto colossale con un protopianeta di dimensioni simili a Marte, chiamato Theia.
    • Questo evento portò alla formazione della Luna e contribuì a rimescolare i materiali terrestri.

  5. Raffreddamento e formazione della crosta:

    • Dopo l'impatto, la Terra cominciò a raffreddarsi. Una crosta solida si formò sopra un oceano di magma.
    • I gas rilasciati dai vulcani formarono un'atmosfera primitiva, composta principalmente da anidride carbonica, metano, ammoniaca e vapore acqueo.

  6. Apparizione dell'acqua:

    • L'acqua arrivò sulla Terra probabilmente da comete e asteroidi ricchi di ghiaccio, oltre che da processi di degassamento interno.
    • L'accumulo di acqua liquida portò alla formazione degli oceani, fondamentali per lo sviluppo della vita.

L’evoluzione successiva

Con il passare del tempo, la Terra ha subito una continua trasformazione:

  • Tectonica delle placche: Ha modellato la superficie terrestre.
  • Atmosfera e biosfera: L'atmosfera primitiva si è evoluta grazie all'attività biologica (come la fotosintesi), dando origine all'ossigeno libero.
  • Formazione dei continenti e degli oceani: Ha creato la base per la diversità degli ecosistemi.  
  • Questi processi hanno reso la Terra il pianeta unico e vivibile che conosciamo oggi. 


I Reperti più antichi

Il reperto fossile più antico conosciuto è rappresentato da microfossili di microorganismi, risalenti a circa 3,5-3,7 miliardi di anni fa. Questi fossili appartengono a forme di vita molto semplici, come batteri e microrganismi procarioti.

I fossili più antichi conosciuti

  1. Microfossili di stromatoliti:

    • Gli stromatoliti sono strutture sedimentarie formate dall'attività di comunità microbiche, in particolare di cianobatteri.
    • I più antichi stromatoliti conosciuti risalgono a circa 3,5 miliardi di anni fa e sono stati trovati nella regione di Pilbara, in Australia, e nel Barberton Greenstone Belt, in Sudafrica.
    • Questi organismi sono considerati tra i primi a svolgere la fotosintesi, un processo che ha arricchito l'atmosfera terrestre di ossigeno.

  2. Microfossili di Isua, Groenlandia:

    • Recenti studi hanno identificato possibili tracce di attività biologica in rocce risalenti a 3,7 miliardi di anni fa, nella regione di Isua, Groenlandia. Questi non sono fossili tradizionali ma resti chimici (isotopi di carbonio) che suggeriscono la presenza di vita.

  3. Grafite biologica di Akilia:

    • Tracce di grafite biologica (un derivato del carbonio organico) sono state trovate in rocce di circa 3,8 miliardi di anni fa nell'area di Akilia, Groenlandia. Queste tracce indicano l'attività di antichi organismi, ma non sono considerati veri fossili perché non rappresentano una struttura biologica conservata.

  4. Cianobatteri fossili:

    • Fossili di cianobatteri, risalenti a circa 3,5 miliardi di anni fa, sono tra le testimonianze più dirette di vita antica. Questi organismi procarioti furono fondamentali per la "Grande Ossidazione", che cambiò radicalmente l'atmosfera terrestre circa 2,5 miliardi di anni fa.

Significato

Questi reperti fossili e tracce biologiche testimoniano che la vita è emersa sulla Terra in una fase relativamente precoce della sua storia. La loro scoperta ha anche implicazioni per la ricerca di vita su altri pianeti, come Marte, dove condizioni simili potrebbero aver favorito la comparsa di microorganismi.

                                

Una roccia con stromatoliti, piccole strutture a strati che risalgono a 3,7 miliardi di anni fa. Sono i resti di una comunità di batteri o di archea.                                

I primi uomini

I primi ominidi, i membri della famiglia Hominidae (che include esseri umani, i loro antenati e alcuni primati strettamente imparentati), sono comparsi sulla Terra tra 6 e 7 milioni di anni fa. Questi ominidi antichi sono gli antenati diretti o indiretti dell'umanità moderna.

Prime fasi dell'evoluzione degli ominidi:

  1. Sahelanthropus tchadensis (circa 6-7 milioni di anni fa):

    • Considerato uno dei più antichi ominidi conosciuti.
    • Scoperto in Ciad (Africa centrale), aveva caratteristiche sia simili a quelle degli scimpanzé che a quelle degli umani.
    • Possedeva un cranio con una posizione del foro occipitale (dove si collega la spina dorsale) che suggerisce una postura eretta.

  2. Orrorin tugenensis (circa 6 milioni di anni fa):

    • Scoperto in Kenya, nell'Africa orientale.
    • Le sue ossa delle gambe indicano che probabilmente camminava in posizione eretta, ma era ancora in grado di arrampicarsi sugli alberi.

  3. Ardipithecus ramidus (circa 4,4 milioni di anni fa):

    • Scoperto in Etiopia, rappresenta un ominide che viveva in un ambiente forestale.
    • Aveva piedi adatti per arrampicarsi, ma poteva camminare eretto.

L'emergere del genere Australopithecus:

Gli Australopitechi sono comparsi circa 4 milioni di anni fa e sono considerati un passo cruciale nell'evoluzione degli ominidi:

  • Australopithecus afarensis (3,9-2,9 milioni di anni fa):
    • Il fossile più famoso è "Lucy", scoperto in Etiopia.
    • Camminavano su due gambe (bipedalismo), ma avevano ancora caratteristiche adattate alla vita sugli alberi.
    • Considerati i probabili antenati del genere Homo

Emergenza del genere Homo:

  • Il genere Homo, che include gli esseri umani moderni (Homo sapiens), è comparso circa 2,5 milioni di anni fa con l'apparizione di Homo habilis, seguito da altre specie come Homo erectus.
  • Homo sapiens (noi) è emerso circa 300.000 anni fa in Africa.
Questi antenati condividono con noi molte caratteristiche anatomiche e comportamentali, in particolare il bipedalismo, un tratto fondamentale che distingue gli ominidi da altri primati.

Rappresentazione dell'evoluzione dell'uomo


Le prime civiltà

La prima civiltà documentata della storia è quella dei Sumeri, che fiorì nell'antica Mesopotamia, tra i fiumi Tigri ed Eufrate (nell'attuale Iraq meridionale), intorno al 3100 a.C.. I Sumeri sono noti per aver sviluppato una cultura complessa, caratterizzata da innovazioni fondamentali per lo sviluppo delle civiltà successive.

Caratteristiche principali della civiltà sumera:

  1. Invenzione della scrittura:

    • La scrittura cuneiforme è il più antico sistema di scrittura conosciuto, sviluppato dai Sumeri intorno al 3100 a.C..
    • All'inizio, veniva usata principalmente per scopi amministrativi e contabili, ma successivamente è stata impiegata per registrare testi religiosi, leggi e opere letterarie, come l'epopea di Gilgamesh, uno dei primi poemi epici della storia.

  2. Città-Stato:

    • I Sumeri vivevano in città-stato indipendenti, ognuna con il proprio governo e il proprio dio protettore. Alcune città celebri includono Uruk, Ur, Eridu, Lagash, e Nippur.
    • Uruk, in particolare, è spesso considerata la prima vera città del mondo, con una popolazione stimata di 40.000-50.000 abitanti nel suo periodo di massimo splendore.

  3. Tecnologie avanzate:

    • I Sumeri furono innovatori in molti campi: svilupparono la ruota, l'aratro, e sistemi di irrigazione complessi.
    • Costruirono ziggurat, strutture templari monumentali, come il celebre ziggurat di Ur.

  4. Religione:

    • La religione sumera era politeista, con divinità legate a fenomeni naturali e attività umane, come il cielo (Anu), la terra (Ki), l'acqua (Enki), e l'amore/guerra (Inanna).
    • Ogni città aveva un tempio dedicato al dio principale della città.

  5. Codici legali:

    • I Sumeri svilupparono sistemi legali complessi. Anche se il codice di leggi più famoso dell'antica Mesopotamia è quello di Hammurabi (Babilonia, circa 1750 a.C.), i Sumeri avevano già norme giuridiche scritte.

Altre civiltà antiche

Mentre i Sumeri sono la prima civiltà documentata, altre civiltà antiche si svilupparono in parallelo o poco dopo:

I Sumeri sono considerati i pionieri della civilizzazione perché hanno gettato le basi di molte delle istituzioni e delle tecnologie che caratterizzano le società complesse.






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