NASA GRAIL: la nuova faccia della Luna

Pubblicato Sabato, 09 Novembre 2013 09:00

Scritto da Elisabetta Bonora

Credit: NASA/JPL-Caltech

Gli scienziati hanno osservato da tempo che i crateri si formano, ancora oggi, con un certo ritmo su entrambi i lati della Luna ma nuovi risultati, basati sui dati rilevati dalle sonde Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) della NASA, suggeriscono che gli antichi impatti sul lato visibile del nostro satellite hanno prodotto bacini più grandi.

La causa di questa asimmetrica distribuzione va cercata tra le peculiarità che hanno caratterizzato i due emisferi alle origini.

Quando la Luna era sottoposta ad un'intensa attività vulcanica, probabilmente il lato vicino era più caldo e questo elemento potrebbe aver contribuito alla formazione di crateri più grandi.

Lo studio della geologia lunare ha praticamente dato il via alla geologia planetaria.

Osservando la Luna, sappiamo che la sua superficie è caratterizzata da molte regione scure, chiamate mari: la maggior parte sono bacini da impatto di forma circolare riempiti di materiale fino all'orlo, circondati da creste montuose.

"Sappiamo che le macchie scure sono grandi bacini da impatto riempiti di lava che sono stati creati dalla collisione con asteroidi circa quattro miliardi di anni fa. I dati GRAIL indicano che, sia il lato vicino e il lato lontano della Luna, hanno subito tale bombardamento ma hanno reagito in modo molto diverso", spiega Maria Zuber, del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge.

Alcuni di questi crateri sono difficili da individuare da una sola fotografia, nonostante le dimensioni, perché le colate laviche che li hanno riempiti, ne hanno anche nascosto gli indizi morfologici.

La missione GRAIL ha rilevato, però, la struttura interna della Luna con un dettaglio senza precedenti, per nove mesi, tanto da permettere agli scienziati di ricavare le dimensioni dei grandi bacini da impatto, sia del lato vicino che di quello opposto.

Le sonde hanno orbitato in formazione intorno alla Luna, completando la loro missione il 17 dicembre 2012 alle 23:29:21 ora italiana, rimaste ormai a corto di carburante.
Trasmettendo segnali radio e minime variazioni, hanno permesso di rilevare con estrema precisione, anche piccole masse nascoste sotto la superficie.
Grazie ai loro dati è stato possibile creare una mappa della gravità lunare ad alta risoluzione senza precedenti e una carta dettagliata dello spessore della crosta della Luna.

Lo spessore varia da un massimo di 60 chilometri per gli altipiani sul lato opposto, fino allo zero all'interno dei bacini di impatto, dove la crosta può addirittura essere assente, esponendo il materiale del mantello.

Nella mappa la crosta sottile dei bacini è indicata in blu e verde, mentre la crosta più spessa è indicata in rosso e arancio.

Credit: NASA/JPL-Caltech/ IPGP

Molte carte geologiche disponibili si presentano invece, come quella qui sotto, in cui i bacini sono cerchiati ognuno con il proprio nome.
Tra quelli riportati, il più antico è Polo Sud-Aitken e il più giovane Mare Orientale.

Courtesy Paul Spudis

Dopo la formazione, per la Luna è iniziata la fase di raffreddamento ma ci sono molte parti della storia ancora da scoprire, soprattutto le tempistiche degli eventi.

In realtà, si ritiene che sia successo tutto molto velocemente: il bacino Imbrium, ad esempio, ha una datazione abbastanza affidabile (grazie alle missioni Apollo) ed è stato datato a circa 3,8 miliardi di anni ma tutto il resto dovrebbe essere ancora più antico.

Alla fine la geologia lunare è esattamente l'opposto di quella che riusciamo a studiare sulla Terra, dove la maggior parte delle rocce che vediamo risale solo a 100 milioni di anni fa.

Ma come mai se entrambi gli emisferi sono stati colpiti, abbiamo risultati diversi?

Gli scienziati sanno da tempo che le temperature dell'emisfero vicino sono state superiori rispetto al lato opposto: l'abbondanza di calore ha prodotto una quantità maggiore di elementi come uranio e torio e, come conseguenza, la maggior parte delle eruzioni vulcaniche.

Katarina Miljkovic dell'Institute de Physique du Globe de Paris, autore del nuovo studio pubblicato l'8 novembre della rivista Science ("There are eight of them on the near side that are bigger than 300 kilometers [186 miles]… and only one on the far side."), e i colleghi, hanno provato varie simulazioni per capire come gli impatti hanno modellato la crosta lunare.

Il team ha scoperto che un impatto sul lato vicino più caldo, avrebbe formato un cratere circa due volte più grande rispetto a quanto avrebbe fatto lo stesso impatto sul lato opposto più freddo.

La superficie malleabile della faccia vicina era in grado di espandersi, creando grandi bacini e spostando più crosta, anche per impatti non necessariamente rilevanti.

Il nuovo lavoro potrebbe avere implicazioni per le teorie sull'origine del nostro Sistema Solare.

Gli scienziati ritengono, infatti, da molto tempo, che un numero enorme di comete e asteroidi influenzò la Terra, la Luna e altri pianeti del Sistema Solare tra i 3.8 e i 4.1 miliardi di anni fa.
Alla luce di questi nuovi dati, però, quel periodo noto come "intenso bombardamento tardivo", (o LHB, dall'inglese Late Heavy Bombardment), potrebbe aver bisogno di una revisione.

La quantità di rocce spaziali che colpì la Terra e Luna potrebbe esser stata sopravvalutata, spiega Miljkovic.
Le informazioni sull'intenso bombardamento tardivo si basano, infatti, per la maggior parte sullo studio dei crateri lunari: se la loro formazione è avvenuta in modo diverso rispetto a quanto ipotizzato, allora anche la teoria andrà rivista.

Riferimenti:
- www.nasa.gov/mission_pages/grail/news/grail20131107.html#.Unxn0HBWySo
- www.space.com/23507-bigger-moon-craters-size-surprise.html
- www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2013/09261218-dating-the-moons-basins.html