Anche se gli astronomi cercano sempre di puntare le loro ottiche verso i confini estremi dell’Universo, alla ricerca di nuovi pianeti, forme di vita e segreti sulla formazione di stelle e galassie, non mancano comunque di dedicare il loro tempo e le loro ricerche alla nostra “compagna di avventure” più vicina, la Luna. Un gruppo di ricercatori dell’Università della California a Santa Cruz ha analizzato la particolare forma del nostro satellite naturale, che, come è noto, non è perfettamente sferica. Questo fenomeno è da sempre un mistero, ma il gruppo guidato da Ian Garrick-Bethell (professore di scienze planetarie) è riuscito ad avvicinarsi a una possibile soluzione.
La forma complessiva della Luna può essere spiegata tenendo conto degli effetti della marea che agisce sin dagli inizi della storia del satellite. Nello studio pubblicato su Nature, i ricercatori forniscono approfondimenti sulla storia della Luna, sulla sua evoluzione orbitale e sul suo orientamento attuale nel cielo. Il nuovo studio mostra gli effetti che la marea ha avuto sulla forma complessiva della luna, ma gli stessi processi mareali non spiegano ancora del tutto le differenze topografiche tra le due facce della Luna.
Il nostro satellite si è raffreddato e solidificato oltre 4 miliardi di anni fa. Cosa successe all’epoca? “Immaginiamo un palloncino pieno d’acqua che ruota su se stesso: la forza centrifuga ha appiattito i poli e ha rigonfiato la zona equatoriale”, ha spiegato Garrick-Bethell. “Consideriamo anche l’attrazione gravitazionale della Terra, che tende a conferire alla Luna una forma ‘a limone’, con l’asse longitudinale che punta verso la Terra”, una sorta di rigonfiamento verso il nostro pianeta e uno dalla parte opposta. Già nel 1898 si parlava di questo fenomeno: si tratta del “rigonfiamento fossile”, che però, secondo i ricercatori dell’Università della California, non può da solo spiegare il perché la Luna non abbia una forma sferica. Per questo gli esperti hanno aggiunto a quel modello le forze mareali, prendendo in considerazione anche i bacini da impatto che hanno plasmato la topografia della Luna.
Gli sforzi dei ricercatori per cercare di analizzare la forma complessiva della Luna sono resi più complicati dalla presenza dei grandi bacini e crateri creati dagli impatti impatti ci meteoriti che hanno deformato la crosta lunare ed espulso nello spazio grandi quantità di materiale. “Quando cerchiamo di analizzare la forma globale della luna con armonie sferiche, i crateri sono come lacune nei dati, degli ostacoli,” ha detto il Garrick-Bethell. “Abbiamo dovuto fare un bel po’ di lavoro per stimare e rimediare alle incertezze nell’analisi che derivano da tali lacune”.
Cosa hanno scoperto? Gli scienziati si sono concentrati sullo spessore della crosta lunare, che non è omogeneo: queste variazioni tra i poli e l’equatore sono state causate dal riscaldamento dei liquidi dovuto alle maree durante la fase di formazione. Questo, secondo gli studiosi può aver per la maggior parte determinato la topografia della Luna. Già nel 2010 Garrick-Bethell e altri ricercatori avevano descritto, in uno studio pubblicato su Science, gli effetti delle tensioni e del riscaldamento prodotti dalle maree sulla superficie della Luna di 4,4 miliardi di anni fa, quando la crosta già solida galleggiava su un oceano di roccia ancora fusa. Secondo quel modello, questi effetti legati all’effetto gravitazionale esercitato dalla Terra avrebbero prodotto una crosta più sottile ai poli e più spessa lungo l’equatore.
“Nel 2010 abbiamo trovato una zona che può corrispondere al modello dell’effetto di riscaldamento mareale, ma il resto della forma della luna era rimasto senza spiegazioni. In questo lavoro abbiamo cercato di portare tutti questi elementi insieme”, ha aggiunto il primo autore della ricerca. Il riscaldamento mareale e la deformazione provocata dalla rotazione mareale hanno conferito alla Luna questa forma “a limone”, con un rigonfiamento sul lato rivolto verso la Terra e un altro sul lato “oscuro” (quello opposto). I due processi hanno lasciato le loro impronte distinte nel campo gravitazionale della Luna: poiché la crosta è più leggera del mantello sottostante, studiando la gravità sono state rilevate variazioni nello spessore della crosta prodotte dal riscaldamento di marea.
Un’altra cosa che è stata segnalata dai ricercatori con il loro nuovo modello è che la forma del campo gravitazionale complessivo della Luna non è più allineato con la topografia, come sarebbe stato quando i rigonfiamenti di marea sono stati congelati nella forma lunare. L’asse principale della Luna (quello longitudinale) è ora separato dagli assi gravità principali di circa 34 gradi. Cosa vuol dire? La Luna che possiamo osservare oggi non è quella che i nostri avi avevano modo di osservare nel cielo notturno, o almeno oggi guardiamo un altro lato del satellite. Garrick-Bethell ha aggiunto: “I cambiamenti nella distribuzione della massa hanno spostato l’orientamento della Luna. Gli impatti di meteoriti hanno rimosso un po’ di massa, e ci sono stati anche cambiamenti interni, probabilmente correlati a quando la Luna diventò attiva da un punto di vista vulcanico”.
In quanto tempo sono avvenuti questi cambiamenti? E come di preciso? A queste domande non sono state trovate ancora risposte esaustive, ma Garrick-Bethell è sicuro che ulteriori ricerche dovrebbero permettere di fare nuovi passi in avanti nello studio della storia antica della Luna.
Per saperne di più:
Leggi QUI lo studio pubblicato su Nature: “The tidal–rotational shape of the Moon and evidence for polar wander”, di Ian Garrick-Bethell, Viranga Perera, Francis Nimmo e Maria T. Zuber