La polvere proveniente dal lato nascosto della Luna ha portato alla luce un inaspettato tesoro microscopico mai visto prima. Un esame approfondito del materiale lunare raccolto durante la missione Chang’e-6 della China National Space Administration ha rivelato granelli di polvere provenienti da un tipo di meteoriti contenente acqua, così fragile da sopravvivere raramente al viaggio attraverso l’atmosfera terrestre.
La scoperta inattesa: meteoriti ricchi d’acqua sul lato nascosto della Luna
Si tratta del primo detrito confermato di un tipo di meteorite noto come condrite carbonacea di tipo Ivuna (condrite CI), mai rinvenuto sulla Luna. Questa scoperta dimostra in modo inequivocabile che asteroidi fragili e ricchi d’acqua possono lasciare tracce microscopiche incastonate nella regolite lunare.
Le condriti CI sono riconosciute come le meteoriti più ricche di acqua e sostanze volatili, con composizioni simili a quelle delle rocce spaziali come Ryugu e Bennu. Sono estremamente porose e contengono fino al 20% del loro peso legato all’acqua sotto forma di minerali idrati.
Per questa ragione, sono anche insolitamente morbide e friabili rispetto ad altre rocce spaziali. Questa fragilità le rende particolarmente suscettibili alla distruzione sia in caso di impatto sia durante la penetrazione nell’atmosfera
Sulla Terra, meno dell’uno percento dei meteoriti rinvenuti sono condriti CI, il che le rende estremamente rare. Non ci si aspetterebbe che sopravvivano nemmeno sulla Luna; sebbene il nostro satellite non abbia un’atmosfera che possa farle bruciare, la velocità con cui gli oggetti entrano in collisione con la superficie lunare è talmente elevata che si prevede che il materiale vaporizzi, si fonda o venga scagliato nello spazio. La loro scoperta nella polvere lunare è quindi un’eccezione straordinaria.
La prova di un bombardamento antico
Guidato dai geochimici Jintuan Wang e Zhiming Chen dell’Accademia cinese delle scienze, un team di ricercatori ha esaminato più di 5.000 frammenti di materiale della missione Chang’e-6, sperando di identificare materiale di impatto, sebbene alterato.
Il campione lunare è stato raccolto da un cratere nel Bacino Apollo, all’interno del vasto Bacino Polo Sud-Aitken, che copre quasi un quarto della superficie lunare, rendendolo un sito privilegiato per i detriti di impatti antichi. I ricercatori si sono concentrati in particolare sull’olivina, un minerale silicato di magnesio e ferro comunemente presente nelle rocce vulcaniche, nelle fusioni da impatto e nei meteoriti.
Hanno isolato diversi frammenti contenenti olivina, o clasti, per l’analisi, utilizzando tecniche avanzate come la microscopia elettronica a scansione, la microanalisi a sonda elettronica e la spettrometria di massa a ioni secondari. Tra i candidati contenenti olivina, i ricercatori ne hanno identificati sette che sono chimicamente identici all’olivina delle condriti CI. L’analisi ha rivelato che questi clasti presentavano strutture porfiriche (cristalli di olivina incastonati in una matrice vetrosa), coerenti con una fusione da impatto che si era raffreddata e solidificata rapidamente.
La vera sorpresa è emersa dalle analisi chimiche e isotopiche. Il team si è concentrato su rapporti specifici (ferro/manganese, ossido di nichel, ossido di cromo, e i rapporti isotopici di ossigeno e silicio), i cui valori non corrispondevano a quelli attesi per un’origine lunare o terrestre. Questi valori erano invece coerenti con un’origine all’interno di un asteroide condrite CI che si è schiantato sulla Luna, si è fuso e si è poi rapidamente raffreddato, preservando così la sua chimica per miliardi di anni.
Questa scoperta rappresenta la prima prova fisica diretta che le condriti CI hanno bombardato la Luna agli albori della storia del Sistema Solare e conferma che schegge di quel bombardamento possono sopravvivere. Sorprendentemente, l’ambiente lunare potrebbe essere migliore di quello terrestre per la conservazione di questo materiale, tanto che l’analisi del team suggerisce che le condriti CI potrebbero rappresentare fino al 30% della collezione di meteoriti lunari.
Gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che le condriti CI potessero aver avuto un ruolo nell’inseminazione di sostanze volatili e acqua sulla Terra primordiale e sulla Luna. La presenza di sette minuscoli granelli di polvere provenienti dal lato nascosto della Luna suggerisce che questa ipotesi possa essere corretta.
La Luna come archivio inviolato di materiale esogeno
Il recente ritrovamento di frammenti di condriti carbonacee di tipo Ivuna (condriti CI) nel materiale raccolto dalla missione Chang’e-6 evidenzia un potenziale inesplorato nella regolite lunare. Questa scoperta, significativa di per sé, conferisce un’importanza strategica e scientifica ancora maggiore alle future missioni di raccolta di campioni lunari, che saranno cruciali per esplorare ulteriormente la distribuzione e l’impatto di questi materiali rari.
La rarità delle condriti CI nella collezione meteoritica terrestre, dovuta alla loro fragilità e alla distruzione causata dall’atmosfera, contrasta nettamente con la potenziale abbondanza di questi frammenti sulla superficie lunare. La Luna, priva di atmosfera e geologicamente inattiva rispetto alla Terra, agisce di fatto come un archivio naturale e ben conservato di detriti provenienti da impatti cosmici avvenuti nel corso di miliardi di anni.
Le future missioni avranno il compito di sfruttare questa singolare condizione ambientale per raccogliere ulteriori campioni, permettendo così di ottenere una visione più completa e statisticamente valida del bombardamento di asteroidi ricchi di sostanze volatili che ha caratterizzato la storia primordiale del Sistema Solare interno.
Il team di ricerca che ha effettuato l’identificazione di questi sette microscopici frammenti di condrite CI ha sviluppato una metodologia integrata altamente efficace. Tale approccio, basato sull’analisi incrociata di composizione chimica, isotopica e struttura minerale, si rivela uno strumento prezioso e non invasivo per discernere l’origine esogena dei materiali incastonati nei campioni lunari. I ricercatori concludono che la loro tecnica analitica offre uno strumento fondamentale per rivalutare con maggiore precisione le reali proporzioni delle condriti nel Sistema Solare interno.
L’applicazione di questa metodologia alle prossime raccolte di campioni lunari, e potenzialmente a quelli provenienti da altri corpi celesti, consentirà agli scienziati di ricalibrare le stime attuali sulla composizione chimica degli impattori primordiali. Capire la vera proporzione di condriti CI e di altri tipi di meteoriti ricchi di acqua e volatili è cruciale per risolvere interrogativi fondamentali sulla formazione planetaria.
In particolare, tale conoscenza potrebbe confermare o smentire in modo definitivo il ruolo di questi asteroidi nell’apporto di acqua e sostanze organiche ai pianeti rocciosi, inclusa la Terra, durante le prime fasi della loro evoluzione. Pertanto, le future missioni lunari non saranno solo spedizioni di raccolta, ma veri e propri catalizzatori per una profonda rielaborazione dei modelli sulla storia e la composizione del Sistema Solare.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
