Crediti: NASA
Su Twitter si chiama DoctorApatite, e per lui la Luna non ha segreti. È Jeremy Boyce, geochimico dell’Università della California, che insieme ai suoi collaboratori ha pubblicato un articolo su Science che potrebbe smentire una delle credenze scientifiche sul nostro satellite: la presenza di acqua.
È una teoria già avanzata diversi anni fa, ma dimostrata per la prima volta solo nel 2009, quando la NASA diffonde la notizia che la sonda LCROSS ha trovato tracce sul nostro satellite del prezioso composto chimico. E neppure tracce irrilevanti: la nota dell’agenzia spaziale statunitense parla di una “significativa quantità” di acqua ghiacciata, che sarebbe stata individuata “in un cratere nel lato non visibile della Luna”. Per un po’ non si parla d’altro: gli astronomi avanzano varie ipotesi sulla provenienza dell’acqua, e si preparano nuovi esperimenti per verificarle.
Una delle idee più diffuse è che questo “oro blu” derivi da comete e meteoriti, che avrebbero scaraventato frammenti di ghiaccio sulla superficie lunare. Così, per caso. Ma c’è anche chi pensa che l’acqua provenga direttamente dal cuore del nostro satellite, intrappolato nel magma lunare.
La prima risposta arriva l’anno dopo: uno studio pubblicato su Nature conferma la presenza di acqua sulla Luna, e lo fa niente meno che a partire dai “reperti lunari” portati sulla Terra dalla missione Apollo 14 del 1971. Si tratta di un minerale basaltico chiamato apatite, che in base alle analisi biochimiche risulta contenere tracce di acqua. Niente meteoriti, allora: l’acqua deriva direttamente dal mantello lunare. Non solo c’è acqua sulla Luna, quindi, ma ce n’è anche nella Luna, notizia che aumenta l’entusiasmo scientifico attorno a questa scoperta.
Ecco che l’apatite diventa il nuovo protagonista della ricerca lunare, e si moltiplicano le analisi della composizione chimica di questo minerale.
È a questo punto che entra in gioco Jeremy Boyce, che dal suo laboratorio al Dipartimento della Terra e delle Scienze Spaziali e Planetarie dell’Università della California inizia a studiare le proprietà dell’apatite in relazione alla storia e all’evoluzione della Luna.
I primi risultati della sua ricerca appaiono su Science nel 2010: è vero, sembra proprio che l’apatite contenga acqua, ma secondo Boyce i conti non tornano. Nella sua ricostruzione parte dalla teoria dell’impatto gigante, secondo cui la Luna sarebbe il risultato di un vero e proprio scontro apocalittico tra la Terra primordiale e un altro pianeta, grande circa come Marte. Questo secondo pianeta si sarebbe fuso a seguito dell’enorme quantità di energia rilasciata dall’urto, così come parte del mantello terrestre. Dai detriti e vapori di roccia, si sarebbe poi formata la Luna.
Questa teoria è tutt’oggi la più accreditata sulla formazione lunare, e la sua principale conferma è arrivata proprio dalla chimica.
“Quando una roccia viene portata a temperature molto alte, come dev’essere successo durante l’impatto gigante, alcuni elementi vengono dispersi molto più facilmente di altri” spiega Jeremy Boyce a Media INAF. “E infatti sulla Luna c’è pochissima abbondanza di elementi “volatili” facili da disperdere, e questo è stato utilizzato come prova del fatto che sia stata formata da un impatto gigante”.
Fino a qui tutto bene. Ma con la scoperta della presenza di acqua nell’apatite le cose si sono un po’ complicate.
“L’apatite è un materiale simile alle nostre ossa” spiega Boyce. “Un po’ di anni fa abbiamo iniziato a misurare le tracce di acqua in questo minerale, utilizzando tecniche molto avanzate. E ci siamo chiesti come fosse possibile che l’idrogeno fosse rimasto sulla Luna senza volatilizzarsi”.
Già, perché l’idrogeno (che forma le molecole d’acqua) è l’elemento più volatile che esista: come ha fatto a sopravvivere al grande impatto?
“Ecco il paradosso dell’apatite lunare: com’è possibile che la Luna, che è secca, dopo l’urto contenga ancora dell’apatite bagnata?” si chiede Boyce.
E se l’è chiesto per oltre tre anni, fino a che non è arrivato a una conclusione che secondo lui potrebbe smentire quanto è stato detto fino ad ora sull’apatite.
“In questo nuovo studio abbiamo dimostrato che l’apatite non è un indicatore affidabile della presenza di acqua in una roccia” racconta il geochimico. “Abbiamo analizzato l’interno dei cristalli di apatite, e abbiamo costruito un modello che mostra come l’apatite possa segnalare una falsa presenza di acqua. E senza apatite, abbiamo decisamente meno prove che sulla Luna ci sia effettivamente abbondanza d’acqua”.
No apatite no party, quindi? Non è ancora sicuro: Boyce dice che saranno necessari altri studi per confermare questa nuova ipotesi. “Ma per ora, suggeriamo cautela”.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo di J. Boyce et al. “The Lunar Apatite Paradox” su Science Express, 2014.