La storia dell’origine della Luna affronta una nuova sfida
La teoria secondo cui la Luna si sarebbe formata a seguito di un impatto con un oggetto delle dimensioni di Marte è ampiamente accettata, ma un nuovo studio mette in luce alcuni problemi persistenti. La teoria dell’impatto gigante, che vede un corpo celeste chiamato Theia colpire la proto-Terra, è diventata così dominante che molti scienziati planetari la danno per scontata. Tuttavia, confronti tra la composizione della Terra e del nostro satellite sollevano dubbi e suggeriscono che la Luna potrebbe essere della stessa età della Terra, piuttosto che più giovane di qualche centinaio di milioni di anni.
La relazione Terra-Luna: un’eccezione nel sistema solare
Un compagno unico
Quando abbiamo iniziato a studiare il Sistema Solare, la relazione tra la Terra e la Luna si è distinta, richiedendo una spiegazione. Il pianeta più simile alla Terra, Venere, non ha alcun satellite, e le piccole lune di Marte non sono paragonabili. Le lune più grandi si trovano nel sistema solare esterno, ma orbitano attorno a pianeti così grandi che i loro satelliti sembrano minuscoli in confronto. Avere un compagno così vicino in dimensioni alla Terra è eccezionale, soprattutto se non si considera Plutone come un pianeta.
Importanza per la vita
La questione è rilevante perché si ritiene che, senza un satellite grande come la nostra Luna, la Terra sarebbe inabitabile, almeno per la vita complessa sulla terraferma. Se solo i pianeti con grandi lune possono sviluppare civiltà, è fondamentale capire come abbiamo acquisito la nostra Luna e quali sono le probabilità che altri pianeti possano fare lo stesso.
La teoria dell’impatto gigante sotto esame
Composizione isotopica
Se la Luna si fosse formata a causa di un impatto significativo, ci aspetteremmo che gli isotopi che la compongono abbiano abbondanze simili a quelle della crosta terrestre, ma non identiche. Theia, presumibilmente formatasi in una parte diversa del Sistema Solare, avrebbe avuto più di alcuni isotopi e meno di altri rispetto alla Terra. Sia la Terra che la Luna avrebbero ereditato parte di questo materiale non terrestre, ma non in proporzioni uguali, lasciando così le due entità leggermente diverse.
Similitudini sospette
Secondo il professor Paolo Sossi dell’ETH di Zurigo e i suoi coautori, i due corpi sono invece sospettosamente simili, con l’eccezione di elementi la cui assenza sulla Luna ha una spiegazione migliore. In particolare, campioni di ossigeno, cromo e titanio presentano gli stessi rapporti isotopici del mantello terrestre.
Le differenze tra Terra e Luna
La questione del ferro
Una differenza significativa tra i due mondi è la quantità di ferro presente: la Luna ne ha molto meno (7,5% in peso rispetto al 33% della Terra). Gli scienziati planetari hanno cercato di spiegare questo mix di somiglianze e differenze nel contesto della teoria di Theia, ma gli autori dello studio sostengono che ogni modello proposto è contraddetto da almeno una delle misurazioni effettuate.
Elementi volatili
Gli autori hanno confrontato l’abbondanza di 70 elementi nelle rocce lunari con la loro presenza nel mantello e nella crosta terrestre. Hanno riscontrato una mancanza di elementi che si trasformano più facilmente in gas rispetto al litio. Questo indica che la Luna si è formata dallo stesso materiale della Terra, ma la sua minore gravità ha permesso a certi elementi di sfuggire. Gli elementi che richiedono temperature superiori a 1.130° C per vaporizzare sono rimasti in quantità simili.
Ipotesi alternative
Formazione indipendente
Un modo per spiegare la somiglianza tra Terra e Luna è che Theia abbia polverizzato la Terra così completamente da mescolare tutto in modo uniforme, dando a entrambi i corpi le stesse proporzioni di materiale. Tuttavia, questo non si adatta alla nostra comprensione di cosa accade quando un oggetto delle dimensioni di un pianeta colpisce qualcosa dieci volte più grande.
Materiale simile
L’alternativa proposta da Sossi è che la Luna e la Terra si siano formate indipendentemente, ma da materiale situato alla stessa distanza dal Sole. Non è chiaro come ciò sarebbe potuto accadere, poiché il materiale di origine avrebbe dovuto essere molto simile. Se la Luna fosse un oggetto catturato formatosi più vicino o più lontano dal Sole, la sua composizione dovrebbe essere molto più diversa.
Prospettive future
Esplorazione lunare
Quando gli esseri umani stabiliranno una presenza più duratura sulla Luna, una delle prime cose che faremo sarà scavare più a fondo di quanto abbiano fatto le missioni Apollo. Questo potrebbe fornire risposte alle questioni sollevate da Sossi e dai suoi coautori, o confermare i loro sospetti.
Pubblicazione dello studio
Lo studio sarà pubblicato nel “Treatise on Geochemistry” e una pre-pubblicazione è disponibile su ArXiv.org.
