La superficie polverosa della Luna, immortalata nelle immagini delle impronte lunari degli astronauti dell’Apollo, si è formata a seguito dell’impatto di asteroidi e del duro ambiente dello spazio che ha distrutto la roccia nel corso di milioni di anni.
Secondo un team di scienziati, un antico strato di questo materiale, coperto da colate di lava periodiche e ora sepolto sotto la superficie lunare, potrebbe fornire nuove informazioni sul passato profondo della Luna.
“Utilizzando un’attenta elaborazione dei dati, abbiamo trovato nuove interessanti prove che questo strato sepolto , chiamato paleoregolite, potrebbe essere molto più spesso di quanto previsto in precedenza”, ha affermato Tieyuan Zhu, assistente professore di geofisica presso la Penn State. “Questi strati sono rimasti indisturbati sin dalla loro formazione e potrebbero essere importanti registrazioni per determinare l’impatto precoce degli asteroidi e la storia vulcanica della Luna”.
Il team, guidato da Zhu, ha condotto una nuova analisi dei dati radar raccolti dalla missione cinese Chang’e 3 nel 2013, che ha eseguito le prime misurazioni radar dirette a terra sulla Luna.
I ricercatori hanno identificato uno spesso strato di paleoregolite, di circa 16-30 piedi, inserito tra due strati di roccia lavica che si ritiene abbia 2,3 e 3,6 miliardi di anni. I risultati suggeriscono che il paleoregolite si sia formato molto più velocemente rispetto alle precedenti stime di 6,5 piedi per miliardo di anni, hanno detto gli scienziati.
La Luna ha sperimentato l’attività vulcanica nel corso della sua storia, depositando roccia lavica sulla superficie. Nel corso del tempo, la roccia si è scomposta in polvere e suolo, chiamata regolite, con ripetuti impatti di asteroidi e agenti atmosferici spaziali, solo per essere sepolta da successive colate di lava, affermano i ricercatori.
“Gli scienziati lunari contano i crateri sulla luna e usano modelli computerizzati per determinare la velocità con cui viene prodotta la regolite”, ha detto Zhu. “I nostri risultati forniscono un vincolo su ciò che è accaduto tra due e tre miliardi di anni fa. Questo è un contributo davvero unico di questo lavoro”.
Precedenti studi hanno esaminato il set di dati, creato quando il rover Yutu ha inviato impulsi elettromagnetici nel sottosuolo lunare e ha ascoltato mentre echeggiavano. Zhu ha affermato che il suo team ha sviluppato un flusso di elaborazione dei dati in quattro fasi per migliorare il segnale e sopprimere il rumore nei dati.
Gli scienziati hanno osservato cambiamenti di polarità mentre gli impulsi elettromagnetici viaggiavano attraverso la densa roccia lavica e il paleoregolite, consentendo al team di distinguere tra i diversi strati.
“Il nostro documento sta davvero fornendo la prima prova geofisica per vedere questa permettività elettromagnetica cambiata da un piccolo valore per il paleoregolite a un grande valore per i flussi di lava”, ha affermato Zhu. “Abbiamo scoperto questo cambiamento di polarità nei dati e creato un’immagine geofisica dettagliata del sottosuolo fino a poche centinaia di metri di profondità”.
I risultati potrebbero indicare una maggiore attività meteorica nel sistema solare durante questo periodo miliardi di anni fa, secondo il team, che ha recentemente riportato le proprie scoperte sulla rivista Geophysical Research Letters.
Zhu ha affermato che gli strumenti di elaborazione dei dati potrebbero essere utili per interpretare dati simili raccolti durante le future missioni sulla Luna, su Marte o altrove nel sistema solare. Il suo team sta ora lavorando con la tecnologia di apprendimento automatico per migliorare ulteriormente i risultati.
“Direi che abbiamo utilizzato le tradizionali tecniche di elaborazione dei dati, ma abbiamo esaminato i dati con maggiore attenzione e progettato il flusso di lavoro adatto per tali dati lunari perché questo è un ambiente molto diverso dalla Terra”, ha detto Zhu. “Qui a Penn State, abbiamo già realizzato questo flusso di lavoro come codice open source per i colleghi”.
Jinhai Zhang e Yangting Lin, professori dell’Accademia cinese delle scienze, hanno contribuito a questa ricerca.