Formazione della luna ed emissione di carbonio lunare

Sembra che la nostra Luna una emetta carbonio. A scoprirlo una squadra di ricercatori giapponesi che hanno compiuto uno studio basato sui dati raccolti dalla missione KAGUYA in orbita lunare.

Questa missione, originariamente chiamato SELENE (Selenological and Engineering Explorer) è stata la seconda missione Giapponese ad esplorare la Luna dall’orbita. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.

Grazie alle missioni lunari umane Apollo, sbarcate sulla superficie della Luna tra il 1969 e il 1972 gli scienziati hanno potuto studiare campioni di rocce lunari e formulare una teoria che spiega la formazione del nostro satellite. Questa teoria elaborata nel corso degli anni ipotizza che la Luna si sia formata dal materiale espulso a causa di un impatto tra la Terra e un pianeta all’incirca delle dimensioni di Marte chiamato Theia.

Una parte di questa teoria è legata ai dati ottenuti dalle rocce lunari che indicano la volatilità del carbonio della Luna a causa del calore dello spaventoso impatto. Tuttavia, sembra che oggi le rocce lunari abbiano ancora al loro interno del carbonio e questo suggerisce che la teoria della sua genesi debba essere rivista.

Secondo uno degli ultimi studi eseguiti, pubblicato su Nature Geoscience, abbiamo un’idea un po’ più precisa di quanto sia accaduto. Lo studio ha risolto uno dei più grandi misteri che avvolgono la vicenda: perché la Luna ha finito per essere quasi identica alla Terra, piuttosto che a Theia, supponendo che sia effettivamente esistita?

Secondo la teoria dell’impatto gigante, Theia era un pianeta grande quanto Marte o comunque appena più piccolo. Theia impattò la Terra che si stava formando circa 4,5 miliardi di anni fa, la collisione ha prodotto così tanto calore che la superficie della Terra si è trasformata in un immenso oceano di magma espellendo una grande quantità di detriti che una volta in orbita si sono aggregati formando la Luna.

La teoria oltre a spiegare perché la Terra e la Luna ruotano in modo ordinato attorno al loro baricentro comune, spiega perché i due corpi celesti hanno una composizione simile, nonostante la Luna presenti contenuti di ferro ed elementi leggeri inferiori che la teoria dell’impatto gigante giustifica: il ferro sarebbe stato trattenuto sulla Terra e il calore prodotto durante l’impatto e l’espulsione nello spazio, avrebbe fatto scaldare gli elementi più leggeri mentre il resto del materiale della Terra e Theia si sarebbe mescolato.

I modelli che meglio si adattano a tutte le osservazioni suggeriscono che la Luna dovrebbe essere composta per circa l’80% dal materiale proveniente da Theia, tuttavia essa è sospettosamente simile alla Terra.

I ricercatori hanno esaminato con estrema precisione la distribuzione degli isotopi dell’ossigeno nelle rocce della Luna, portate a terra dagli astronauti dell’Apollo. Lo studio mostra che c’è una piccola differenza tra la Terra e la Luna nella composizione isotopica dell’ossigeno: i loro profili non sono identici, la differenza aumenta quando si osservano le rocce dal mantello lunare, con isotopi di ossigeno più leggeri di quelli presenti nel mantello terrestre.

Questo è importante perché la crosta sarebbe la parte dove sono finiti i detriti misti, mentre la parte più interna sarebbe composta da più frammenti di Theia che potrebbe essersi formata più lontano dal Sole di quanto non abbia fatto la Terra.

Grazie ai ricercatori giapponesi che hanno svolto un lavoro lungo un anno e mezzo sui dati raccolti dall’orbita lunare dalla sonda KAGUYA, che si è concentrata sulle emissioni di carbonio, ora sappiamo che la Luna ne emette più di quanto si pensasse e più di quanto le aggiunte di questo elemento da parte del vento solare o le collisioni con micro meteoriti possano giustificare.

Hanno scoperto, inoltre, che alcune parti della Luna emettono più carbonio di altre: le pianure basaltiche, ad esempio, emettono più carbonio rispetto agli altopiani. I ricercatori suggeriscono che ciò è dovuto al fatto che il materiale di superficie nelle pianure è più recente del materiale negli altopiani e quindi ha avuto meno tempo per liberarsi del carbonio.

I ricercatori sono giunti alla conclusione che la Luna ha una grande quantità di carbonio “antico” sotto la sua superficie, probabilmente da quando si è formata. Come abbia potuto permanere su una Luna inizialmente molto calda rimane, però, un mistero.

I ricercatori suggeriscono che il loro approccio potrebbe essere applicato allo studio di altri corpi celesti nel sistema solare e che intendono utilizzarlo per saperne di più sulle emissioni di carbonio di Mercurio e Phobos.

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