Identificate le posizioni sulla superficie dell’interno della Luna primitiva

La NASA ha identificato le posizioni sulla superficie appartamenti alla parte interna della formazione della Luna. Quest’ultima, subito dopo essersi formata, era ricoperta da un oceano globale di roccia fusa, quindi di magma.

I minerali densi, mentre l’oceano di magma andava lentamente raffreddandosi e solidificandosi, affondavano per formare lo strato del mantello. Invece, i minerali meno densi galleggiavano, andando così a creare la crosta superficiale. 

La Luna, durante la sua formazione, ha subito un intenso bombardamento da parte di enormi asteroidi e dalle comete. Queste sono riuscite a perforare la crosta, facendo esplodere dei pezzi di mantello e disperdendoli sulla superficie lunare.

La NASA, recentemente, ha effettuato due ricerche. Queste hanno identificato le posizioni più probabili per riuscire a trovare i pezzi del mantello sulla superficie lunare. La ricerca a quindi fornito una mappa utile per le future missioni inerenti i campioni lunari. Tra queste c’è quella del programma Artemis, della NASA.

I frammenti della parte interna della Luna, se venissero raccolti e analizzati, potrebbero fornire una migliore comprensione di come si sono evoluti la Luna, la Terra e molti altri mondi presenti nel sistema solare.

Il polo sud e il bacino di Aitken

La concentrazione di torio presente nel vasto Polo Sud e il Bacino di Aitken, sul lato opposto della Luna, ha rivelato l’esatta distribuzione dei materiali del mantello. Questi sono stati espulsi, violentemente, durante l’impatto che ha formato il bacino. 

L’alta presenza di Torio viene mostrata da una scala di colori arcobaleno, con delle aree ad alto contenute con la colorazione rossa, mentre quelle tendenti al viola e al grigio presentano una quantità inferiore.

Nella regione nord-occidentale del bacino sono due i crateri che presentano un’abbondanza di torio particolarmente elevata. Questi, che sono indicati in rosso sulla mappa, suggeriscono la presenza di abbondanti materiali del mantello attualmente esposti in superficie.

Daniel Moriarty, del Goddard Space Flight Center, della NASA, autore principale degli articoli, pubblicati il ​​3 agosto su Nature Communications, e a gennaio 2021 sul Journal of Geophysical Research, ha spiegato che: “Questa è la valutazione più aggiornata dell’evoluzione dell’interno lunare, che sintetizza numerosi sviluppi recenti per dipingere un nuovo quadro della storia del mantello e di come, e dove, potrebbe essere stato esposto sulla superficie lunare”.

Gli oceani di magma

Gli oceani di magma si evolvono mentre si raffreddano. A causa di ciò i materiali densi affondano mentre invece quelli leggeri salgono. I ricercatori ritengono che la formazione degli oceani di magma, e la loro evoluzione, siano dei processi piuttosto comuni tra i pianeti rocciosi e le lune in tutto il nostro sistema solare e anche oltre. La Luna è il corpo più facilmente accessibile, ma soprattutto ben conservato. Queste condizioni consentono di studiare questi processi fondamentali.

Daniel Moriarty, continua chiedendosi che: “Comprendere questi processi in modo più dettagliato potrà avere delle implicazioni per domande fondamentali. In che modo questo riscaldamento precoce influisce sulla distribuzione dell’acqua e dei gas atmosferici di un pianeta? L’acqua rimane oppure evapora completamente? Quali sono le implicazioni per l’abitabilità precoce e la genesi della vita?“

Gli oggetti rocciosi

I granelli di polvere, quando ciò avviene, si scontrarono l’uno con l’altro e si attaccarono insieme. Col tempo questo processo crea dei conglomerati sempre più grandi, formando infine corpi di asteroidi e pianeti. 

I grandi oggetti rocciosi, come i pianeti, le lune e i grandi asteroidi, possono formare oceani di magma con il calore generato man mano che crescono. Il nostro sistema solare si è formato da una nuvola di gas e polvere, che poi è collassata sotto la sua stessa gravità. 

Queste collisioni hanno quindi generato un’enorme quantità di calore. Inoltre, gli elementi costitutivi del nostro sistema solare, contenevano una varietà di elementi radioattivi. Questi rilasciavano calore durante il decadimento. Per quanto riguarda gli oggetti più grandi, entrambi i processi erano in grado di rilasciare abbastanza calore da riuscire a formare oceani di magma.

I dettagli su come gli oceani di magma si sono evoluti, raffreddati e su come i vari minerali in essi si sono cristallizzati al momento sono piuttosto incerti. Questo aspetto influenza molto ciò che gli scienziati possono ipotizzare, per quanto riguarda le rocce del mantello e del luogo in cui potrebbero essere localizzate sulla superficie.

Daniel Moriarty, ha spiegato che: “Il concetto principale è che l’evoluzione del mantello lunare è molto più complicata di quanto ipotizzato inizialmente. Alcuni minerali, che si sono cristallizzati e affondati velocemente, erano meno densi rispetto ai minerali che si sono cristallizzati e sono affondati più tardi”. 

Daniel Moriarty, continua spiegando che: “Questa condizione ha creato una situazione instabile, col materiale leggero vicino alla parte inferiore del mantello che tentava di salire, mentre il materiale più pesante più vicino alla parte superiore che cercava di scendere. Questo processo, chiamato ‘ribaltamento gravitazionale’, non procede in modo pulito e ordinato, ma avviene in maniera non omogenea e crea molte mescolanze”.

La ricerca

Il team ha esaminato attentamente le analisi di campioni lunari e modelli geofisici e geochimici, per poter sviluppare nuove conoscenze su come il mantello lunare si è evoluto mentre si raffreddava e si solidificava. 

I ricercatori hanno utilizzato queste informazioni per interpretare le recenti osservazioni della superficie lunare dalla navicella spaziale Lunar Prospector e Lunar Reconnaissance Orbiter, della NASA, e dello strumento Moon Mineralogy Mapper, della NASA presente a bordo del Chandrayaan-I. 

Il team ha così generato una mappa delle probabili posizioni del mantello utilizzando i dati del Moon Mineralogy Mapper. In questo modo ha potuto valutare la composizione e l’abbondanza dei minerali. Inoltre, ha integrato le informazioni con le osservazioni del Lunar Prospector. In queste erano inclusi i marcatori dell’ultimo liquido rimasto alla fine della cristallizzazione dell’oceano di magma lunare, e le immagini e la topografia dati dal Lunar Reconnaissance Orbiter.

Il bacino Polo Sud-Aitken, con un diametro di circa 2.600 chilometri, è la più grande struttura da impatto confermata sulla Luna. Questa è quindi la zona più profonda di tutti i bacini lunari, di conseguenza, secondo il team, è il posto più probabile in cui trovare pezzi di mantello.

Un’anomalia radioattiva

Gli scienziati, per molto tempo, sono rimasti stupiti dalla presenza di un’anomalia radioattiva nel quadrante nord-ovest del polo sud-bacino di Aitken, sul lato lunare opposto. 

L’analisi effettuate dal team dimostrano che la composizione di questa anomalia è coerente con il “fango” che si forma nel mantello più alto, esattamente durante la fine della cristallizzazione dell’oceano di magma. Gli scienziati, vista la densità di questo “fango”, hanno precedentemente ipotizzato che sarebbe dovuto affondare completamente nel mantello inferiore all’inizio della storia lunare.

Daniel Martoria, ha spiegato che: “La nostra comprensione dei modelli e degli esperimenti, indica che una parte di questi fanghi, è rimasta intrappolata nel mantello superiore e successivamente scavata da questo vasto bacino da impatto”.

Daniel Martoria, conclude affermando che: “Questa regione nord-occidentale del polo sud–Aitken Basin, attualmente è la posizione migliore per accedere ai materiali del mantello scavati sulla superficie lunare. È interessante notare che alcuni di questi materiali, potrebbero essere presenti anche intorno ai siti di atterraggio proposti sia dal programma Artemis che dal VIPER, intorno al polo sud lunare”.

FONTE:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/lro-deep-secrets-of-moon