La Luna si è “rovesciata” oltre 4 miliardi di anni fa: lo studio

Secondo recente studio pubblicato su Nature Geoscience, la Luna si sarebbe "rovesciata" più di 4 miliardi di anni fa, appena qualche millennio dopo la sua formazione. La ricerca fa luce sull'origine delle anomalie gravitazionali rilevate dalla missione Grail della NASA. Confrontando i dati osservativi con modelli matematici, gli scienziati hanno confermato l'ipotesi secondo cui la Luna nei primi millenni della sua esistenza abbia subito un vero e proprio "rimescolamento".

Poco dopo la sua formazione, infatti, i densi minerali ricchi di titanio, chiamati Ilmenite, poco sotto la superficie sarebbero sprofondati verso l'interno della Luna, si sarebbero sciolti per via delle alte temperature e si sarebbero rimescolati al mantello. Questo materiale sarebbe poi riemerso sottoforma di colate laviche ricche di titanio che si vedono oggi in superficie e che sono all'origine delle anomalie gravitazionali viste dalla sonda Grail. La nostra Luna si è quindi letteralmente capovolta.

I primi momenti seguenti alla formazione

Le teorie più accreditate prevedono che la Luna si sia formata dall'impatto tra la Terra primordiale ed un proto-pianeta delle dimensioni simili a quelle di Marte, chiamato Theia. Sebbene questo scenario sia ben fondato, i dettagli di cosa sia accaduto subito dopo sono estremamente incerti.

Si suppone che inizialmente la Luna, a causa della natura turbolenta della sua formazione, fosse coperta da un oceano globale di magma che raffreddandosi e solidificandosi ha formato il mantello e la crosta lunare. I modelli suggeriscono inoltre che parte dell’oceano di magma si è cristallizzato in un minerale ricco di titanio e ferro, chiamato ilmenite, che risiedeva poco sotto la crosta lunare.

La presenza di materiale ricco in titanio è confermata dai campioni di rocce delle missioni Apollo, la fonte principale delle informazioni geologiche sulla Luna. Come però questo rocce ricche di titanio siano arrivate lì e perché si trovano solo sul lato visibile della Luna è stato a lungo un mistero.

Il rimescolamento del mantello: come la Luna si è "rovesciata"

Dopo la solidificazione del magma in Ilmenite, la Luna si venne a trovare in una situazione di instabilità gravitazionale, con uno strato di materiale ricco in titanio più denso del mantello sottostante. Questa situazione di instabilità portò lo strato più denso ad affondare in profondità all'interno della luna.

Procedendo verso l'interno, le alte temperature hanno fuso questo materiale che si è rimescolato al mantello. Il materiale è poi risalito attraverso delle colate laviche che hanno dato origine alle rocce basaltiche di origine vulcanica ricche in titanio che vediamo oggi in superficie. Un vero e proprio rimescolamento della composizione del nostro satellite.

L'origine delle anomalie gravitazionali

C'è però un pezzo mancante del puzzle che i ricercatori hanno finalmente risolto. Perché la sonda Grail della NASA ha rilevato anomalie nel campo gravitazionale della Luna? E perché questo materiale ricco in titanio si trova solo nel lato visibile da Terra?

Dal confronto tra le simulazioni numeriche al computer e i dati osservativi, gli scienziati hanno scoperto che il denso strato di materiale ricco di titanio sotto la crosta è prima migrato verso il lato visibile da Terra della Luna, probabilmente a causa di un impatto gigantesco sul lato nascosto, ed è poi sprofondato nell'interno lunare quasi come una cascata. Questo sprofondamento a cascata ha lasciato dietro di se un residuo lamellare (a forma di fogli) che è all'origine delle anomalie nel campo gravitazionale lunare rilevate da Grail.

Quando è avvenuto il "rovesciamento" lunare?

Gli autori sono stati in grado di stimare anche il periodo in cui questo "rovesciamento" lunare è avvenuto. Confrontando infatti la distribuzione e la posizione delle anomalie gravitazionali con i crateri da impatto lunari circostanti, gli scienziati hanno stimato che lo strato ricco di minerale a base di titanio sia affondato prima di 4,22 miliardi di anni fa, il che è coerente con il contributo al successivo vulcanismo osservato sulla superficie lunare.

Grazie quindi alla giusta combinazione di modelli matematici e dati osservativi, gli scienziati sono riusciti a "grattare sotto la superficie lunare" e a scoprire che la storia della nostra compagna celeste è scritta proprio sotto la sua superficie.

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