Luna: perchè c’è differenza di struttura tra il lato visibile ed il lato lontano?

La Luna presenta importanti differenze strutturali, a livello di spessore della crosta e di isotopi e terre rare. Una nuova ricerca forse ha trovato una spiegazione plausibile

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La differenza di struttura tra il lato visibile ed il lato lontano della Luna

La netta differenza tra il lato lontano della Luna, pesantemente craterizzato rispetto agli ampi bacini che chiamiamo mari, presenti sul lato vicino alla Terra, ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni.

Gli studi effettuati negli ultimi anni sulla crosta lunare suggeriscono che le differenze furono causate da un pianeta nano che si scontrò con la Luna agli albori della storia del sistema solare. Un rapporto in proposito è stato pubblicato nel Journal of Geophysical Research di AGU : Planets.

I due volti della Luna

Il mistero dei due volti della Luna iniziò durante le missioni del programma Apollo, quando le prime immagini del lato lontano rivelarono le sorprendenti differenze tra le due facce. Le misurazioni effettuate dalla missione Gravity Recovery e Interior Laboratory (GRAIL) nel 2012 hanno fornito ulteriori dettagli sulla struttura della Luna, compresa la conferma che la sua crosta è più spessa e contiene un ulteriore strato di materiale su un lato.

Uun certo numero di idee che sono state proposte per cercare di spiegare l’asimmetria delnostro satellite. Una è che c’erano una volta due lune in orbita attorno alla Terra che finirono per fondersi nei primissimi giorni della loro formazione. Un’altra ipotesi è che un grande corpo, forse un giovane pianeta nano, si è trovato in un’orbita attorno al Sole che lo ha messo in rotta di collisione con la Luna.

“Quest’ultima ipotesi postula di un impatto gigante che sarebbe avvenuto dopo la formazione di una crosta solida”, ha detto Meng Hua Zhu dello Space Science Institute dell’Università di Scienza e Tecnologia di Macao e autore principale del nuovo studio. I segni di un tale impatto dovrebbero essere visibili nella struttura della crosta lunare oggi.



I dati gravitazionali dettagliati ottenuti da GRAIL hanno fornito nuove informazioni sulla struttura della crosta lunare sotto la superficie“, ha detto Zhu.

Le scoperte di GRAIL hanno dato al team di ricercatori di Zhu un obiettivo più chiaro da raggiungere con le simulazioni al computer utilizzate per testare diversi scenari di impatto della prima luna. Gli autori dello studio hanno eseguito 360 simulazioni al computer di impatti giganteschi per scoprire se un tale evento, avvenuto milioni di anni fa, potesse riprodurre la crosta della Luna di oggi rilevata dal GRAIL.

I risultati delle simulazioni

Le simulazioni, alla fine, hanno trovato la soluzione migliore per spiegare l’asimmetria odierna: un corpo grande, del diametro di circa 780 chilometri, che impattò contro la Luna a 22.500 chilometri all’ora. Sarebbe l’equivalente di un oggetto un po’ più piccolo del pianeta nano Cerere che si muove a una velocità di circa un quarto più veloce delle meteoriti. Un altro buon adattamento per le combinazioni di impatto che la squadra ha modellato è quello di un diametro leggermente più piccolo di 720 chilometri, con un impatto leggermente più veloce a 24.500 chilometri all’ora.

In entrambi questi scenari, il modello mostra che l’impatto avrebbe sollevato una grande quantità di materiale che sarebbe ricaduto sulla superficie della Luna, seppellendo la crosta primordiale sul lato lontano sotto un cumulo di detriti dello spessore di chilometri. Questo è lo strato di crosta rilevato sul lato opposto da GRAIL, secondo Zhu.

Lo studio suggerisce che l’impattatore non era probabilmente un secondo satellite della Terra. Qualunque cosa fosse l’impattatore, un grande asteroide o un pianeta nano, percorreva probabilmente la sua orbita attorno al Sole quando incontrò la Luna. Il modello dell’impatto gigante fornisce anche una buona spiegazione per le differenze inspiegabili negli isotopi di potassio, fosforo e elementi di terre rare come il tungsteno 182 tra le superfici della Terra e della Luna, come spiegano i ricercatori. Questi elementi potrebbero provenire dall’impatto gigantesco, che avrebbe aggiunto quel materiale alla Luna dopo la sua formazione, secondo gli autori dello studio.

Conclusioni

Il nostro modello può quindi spiegare questa anomalia isotopica, nel contesto dello scenario di un impatto gigante nella fase primordiale della Luna”  scrivono i ricercatori.

Il nuovo studio suggerisce non solo una risposta alle domande che gli scienziati si stanno ponendo, ma può anche fornire una visione sulla struttura di altri mondi asimmetrici nel nostro sistema solare, come, per esempio, Marte.

Questo è un documento che provocherà molte reazioni“, ha commentato Steve Hauck, professore di geodinamica planetaria presso la Case Western Reserve University e redattore capo della JGR: Planets. “Comprendere l’origine delle differenze tra il lato vicino e il lato lontano della Luna è un problema fondamentale nella scienza lunare. In realtà, molti pianeti hanno dicotomie emisferiche, ma per il nostro satellite abbiamo molti dati con cui testare modelli e ipotesi. Le implicazioni di questo studio potrebbero probabilmente essere valide in scenari più ampi“.

Fonte: American Geophysical Union

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