I resti dell’impatto che ha formato la Luna forse sono situati nelle profondità della Terra. Gli scienziati sono tutti concordi sull’ipotesi che la Luna si sia creata quando un protopianeta, denominato Theia, colpì la Tera, circa 4,5 miliardi di anni fa.
Il team di scienziati, ora, ha proposto una nuova teoria, ossia che i resti di Theia, potrebbero essere situati all’interno di due strati continentali presenti nelle profondità nel mantello terrestre.
I sismologi, per molti decenni, si sono chiesti cosa fossero le due macchie presenti tra l’Africa occidentale e l’oceano Pacifico. Queste macchie, presenti ad una profondità di 1000 chilometri, secondo quanto affermato da Qian Yuan, un dottorato di ricerca, studente in geodinamica presso l’Arizona State University (ASU), Tempe, “sono la cosa più grande presente nel mantello terrestre”.
Le onde sismiche quando impattano sulla zona in cui sono presenti le macchie, subiscono un rallentamento. Questo indica che gli strati sono più densi, e chimicamente differenti, dalla roccia del mantello circostante.
Le grandi province a bassa velocità di taglio, ossia le LLSVP, definizione data dai sismologi, potrebbero semplicemente essersi cristallizzate dalle profondità dell’oceano di magma primordiale della Terra.
Un’altra ipotesi è che le dense formazioni rocciose potrebbero essere ciò che è sopravvissuto dall’impatto, che è andato a formare successivamente la Luna. Yuan, attraverso i nuovi modelli isotopici, ha teorizzato “questa idea folle ma possibile”. L’ipotesi è stata presentata la scorsa settimana alla Lunar and Planetary Science Conference.
Edward Garnero, un sismologo dell’ASU Tempe che non è stato coinvolto nella ricerca, afferma che “è la prima volta che qualcuno è riuscito a mettere insieme delle prove e fatto un ipotesi”. Inoltre, ha affermato che: “Fino a che non si trovano delle prove che lo smentiscono, l’ipotesi per me rimane fattibile”.
Sujoy Mukhopadhyay, geochimico dell’Università della California (UC), Davis, ha affermato che gli LLSVP, secondo alcun scoperte provenienti dall’Islanda e dalle Samoa, sono delle prove che esistono dal momento in cui è avvenuto l’impatto che ha formato la Luna. Per questa ragione ritiene che l’idea di Yuan potrebbe essere plausibile, ma potrebbe anche possedere altre spiegazioni.
La teoria dell’impatto che ha formato la Luna è stata sviluppata negli anni ’70, per riuscire a spiegare per quale motivo il satellite presenta una determinata composizione. Infatti, se fosse avvenuto un impatto catastrofico, i componenti volatili, come l’acqua, sarebbero evaporati, mentre l’anello di rocce, meno denso, sarebbe stato sollevato per poi finire nella Luna.
Il coautore di Yuan, l’astrofisico dell’ASU Tempe Steven Desch, ha ipotizzato in un recente studio che Theia fosse grande quasi quanto la Terra. Inoltre, ha scoperto, analizzando le rocce lunari, che l’idrogeno leggero era molto più abbondante in alcuni campioni lunari che nelle rocce terrestri.
Per poter trattenere così tanto idrogeno, Theia secondo uno studio di geochimica eseguito nel 2019, doveva essere stato enorme e piuttosto arido. Quest’ultima caratteristica è supportata dal fatto che l’acqua presente nello spazio, che è per sua natura ricca di idrogeno pesante, avrebbe innalzato i livelli complessivi di deuterio.
Secondo Desch, un protopianeta così grande e arido, avrebbe subito una separazione in strati. Il modello ricreato suggerisce che dopo la collisione, il nucleo di Theia si sarebbe fuso rapidamente con quello della Terra.
Il modello ha preso in esame il destino del mantello di Theia, variandone le dimensioni e la densità, così da verificare quali condizioni avrebbero permesso al materiale di persistere, piuttosto che mescolarsi e affondare alla base del mantello.
Le simulazioni effettuate hanno mostrato costantemente che le rocce del mantello dall’1,5% al 3,5% più dense di quelle della Terra sarebbero sopravvissute, finendo per formare dei cumuli vicino al nucleo.
Il risultato ottenuto dalla simulazione era perfettamente in linea con le prove di deuterio di Desch. Una Theia massiccia, quindi, riuscirebbe a spiegare anche la scala degli LLSVP, che uniti insieme contengono sei volte più massa della Luna. Nonostante tutte queste conferme, ci sono comunque dei punti da chiarire, comprese le prove sfocate degli stessi LLSVP.
Barbara Romanowicz, sismologa presso l’Università di Berkeley, e Anne Davaille, geofisica presso l’Università Paris-Saclay, hanno suggerito in un recente studio che la loro struttura risulta simile ad un pilastro. Questa forma potrebbe essere semplicemente un’illusione creata dai modelli degli interni, che si fondano sulle onde sismiche a bassa frequenza, e che potrebbero riuscire ad offuscare le piccole differenze.
Harriet Lau, geofisica dell‘UC Berkeley, ha spiegato che gli LLSVP, più piccoli o meno monolitici, sarebbero anche coerenti con l’ultima analisi, che ha rilevato che gli LLSVP sono più densi verso la parte inferiore.
L’analisi si basa su due metodi per riuscire a visualizzare le profondità della Terra. Il primo sono le stazioni GPS, che consentono di misurare il modo in cui avviene l’attrazione della marea della Luna. Il secondo sono i sismometri, che consentono di rilevare in quale modo le vibrazioni naturali della Terra passano attraverso il mantello profondo.
Jennifer Jenkins, sismologa della Durham University, ha affermato che: “Gli LLSVP meno massicci potrebbero compromettere l’idea che Theia possedesse circa le dimensioni di una proto-Terra“. La ricercatrice continua affermando che: “La teoria di Yuan non è in contrasto con ciò che sappiamo, ma non ne sono del tutto convinta”.
Desch ritiene che il team potrebbe testare la sua idea, cercando delle somiglianze geochimiche tra le lave dell’isola e le rocce del mantello lunare.
Purtroppo, nessuno dei campioni lunari raccolti durante le missioni Apollo appartiene al mantello inalterato. Gli scienziati, per questo motivo, vorrebbero dei campioni del grande cratere lunare creato dall’impatto. La zona è presente al polo sud lunare, luogo in cui potrebbero essere raccolte le rocce adatte.
La NASA e la Cina stanno pianificando delle missioni robotiche da mandare al polo sud per questo decennio. Inoltre, è anche un sito candidato per il ritorno degli astronauti della NASA sulla Luna.
Se è vero che i resti di Theia giacciono nelle profondità del mantello terrestre, potrebbero non essere soli. Infatti, i sismologi stanno evidenziando la presenza di piccole sacche di materiale ultra-dense, presenti nelle profondità del mantello della Terra. Queste sacche presentano una dimensione di poche centinaia di chilometri di diametro, spesso presenti vicino ai bordi degli LLSVP.
Le sacche, forse, secondo quanto afferma Jenkins, sono i resti sommersi di nuclei ricchi di ferro di altri piccoli pianeti, che hanno colpito la Terra primordiale. Theia, infatti, potrebbe essere solo uno dei tanti oggetti che ha colpito la Terra.
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