17 Gennaio 2024
12:17

Scoperta l’origine dei basalti ricchi di titanio presenti sulla superficie della Luna

Un nuovo studio pubblicato su “Nature” svela l'origine dei basalti lunari, ricchi di titanio e molto diversi da quelli terrestri, che si formarono a partire da antichissime eruzioni vulcaniche sulla Luna.

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Scoperta l’origine dei basalti ricchi di titanio presenti sulla superficie della Luna
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Credit: NASA/Eugene Cernan.

Per decenni gli scienziati hanno cercato di capire l’origine dei basalti che costituiscono i mari sulla superficie della Luna. I mari lunari sono le zone più scure che possiamo osservare a occhio nudo, vaste aree pianeggianti formate dalla solidificazione del magma proveniente da antichissime eruzioni vulcaniche. Questo magma deriva dalla fusione di rocce del mantello lunare ricche di ferro e titanio: una composizione chimica che avrebbe dovuto renderlo troppo denso per risalire in superficie. Ora, finalmente, gli scienziati hanno scoperto come ha fatto questo magma a eruttare dando così origine ai basalti lunari.

Le caratteristiche del basalto lunare ad alto contenuto di titanio

Grazie alle missioni Apollo è stato possibile portare sulla Terra ben 380 kg di rocce lunari. Alcune di queste sono i basalti che costituiscono i mari lunari. I mari si sono formati a causa degli impatti degli asteroidi, che hanno innescato una fusione parziale del sottostante mantello lunare. Si sono così originati magmi che sono risaliti in superficie dando luogo a imponenti eruzioni vulcaniche fino a 3,5 miliardi di anni fa: la lava emessa ha riempito le depressioni ed è solidificata formando i basalti.

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Credits: Tauʻolunga, CC BY–SA 3.0 Unported, via Wikimedia Commons.

Anche sul nostro pianeta il basalto è molto diffuso, basti pensare che costituisce i fondali oceanici. I geologi, però, si sono resi conto che quello lunare è molto diverso da quello terrestre. I basalti lunari sono insolitamente ricchi di diossido di titanio (TiO2), che costituisce fino al 18% in peso di alcuni campioni. Inoltre, sono molto meno densi rispetto alle analoghe rocce terrestri: è grazie a questa bassa densità che il magma da cui si sono originati ha potuto risalire facilmente dal mantello lunare fino in superficie. Per 50 anni gli scienziati hanno cercato di risalire al processo che ha generato queste rocce, senza però riuscirci. Infatti, era stato ipotizzato che i magmi da cui derivano fossero il risultato della fusione parziale di rocce contenenti ilmenite (un minerale di ferro e titanio) presenti nel mantello lunare. Il magma che ne deriva, però, sarebbe stato troppo denso per poter risalire e dare luogo a eruzioni.

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Un campione di basalto lunare. Credit: Defense Visual Information Distribution Service, Public Domain.

La spiegazione dell’origine dei basalti lunari

Dopo tanti studi, ora finalmente un team guidato da Tim Elliot, professore di Scienze della Terra all’Università di Bristol, è riuscito a spiegare l’unicità del basalto lunare rivelando come potrebbe essersi formato. Per farlo, ha ricreato il basalto in laboratorio dimostrando che questa roccia è il risultato di una reazione chimica nel mantello lunare tra il magma derivante dalla fusione delle rocce contenenti ilmenite e altri due minerali presenti nelle rocce circostanti, contenenti magnesio: l’olivina e l’ortopirosseno. La reazione prevede uno scambio tra il ferro abbondante nel magma e il magnesio presente nelle rocce circostanti. Questo processo ha modificato le proprietà chimico-fisiche del magma, rendendolo meno denso e in grado di raggiungere la superficie lunare.

Capire come si sono formati questi basalti ad alto contenuto di titanio è fondamentale per comprendere meglio la geologia del nostro satellite.

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