Fotogrammi tratti dalla simulazione della collisione tra la nascente Terra e un protopianeta delle dimensioni di Marte, dove i colori indicano la temperatura delle particelle. Crediti: R. Canup, SwRI
La madre, al solito, si conosce: la Terra. Del padre si presume solo che fosse un corpo delle dimensioni di Marte, ma le sue ceneri sono da tempo inglobate nella sostanza pietrosa del nostro pianeta e della siderale figlia generata da quel “cozzo”. Gli scienziati ritengono infatti che la Luna si sia formata in seguito a una fortunata bocciata d’acchito: l’impatto, obliquo e a bassa velocità, avvenuto attorno ai 4,5 miliardi di anni fa tra il nostro e un altro protopianeta. Oltre ad avere probabilmente velocizzato il periodo di rotazione della Terra, questa immane collisione generò una nuvola di detriti fusi o vaporizzati in orbita attorno alla Terra embrionale, da cui ha lentamente preso forma quella che oggi conosciamo appunto come Luna.
La teoria dell’impatto aiuta a spiegare anche perché il nostro satellite naturale sia quello più simile al suo pianeta nel Sistema Solare sotto diversi aspetti, tra cui la composizione delle rocce. Tuttavia, le rocce lunari contengono meno elementi volatili rispetto a quelle terrestri, risultando più povere in elementi come potassio, sodio e zinco, che si dicono volatili perché hanno punti di ebollizione bassi e vaporizzano facilmente.
«La scarsità di elementi volatili sulla Luna è un mistero di lunga data; tuttavia è di un elemento chiave per stabilire come si sia formato il sistema Terra-Luna », dice Robin Canup del Southwest Research Institute, autrice principale di uno studio ora pubblicato su Nature Geoscience in cui viene fornita una possibile risposta a tale mistero. Nel nuovo studio è stato sviluppata una simulazione al computer che combina i modelli dinamico, termico e chimico della formazione della Luna.
Una delle ipotesi al vaglio per spiegare la relativa mancanza di elementi volatili nelle rocce lunari prevedeva che questi elementi vaporizzati dall’impatto sarebbero “scappati” nello spazio prima che la Luna si formasse. «In realtà, ben pochi elementi volatili sarebbero stati persi, perché la velocità necessaria per sfuggire alla gravità della Terra è molto alta», commenta Canup. «La nostra ricerca suggerisce invece che il materiale fuso ricco in elementi volatili si è preferenzialmente depositato sulla Terra, piuttosto che sulla Luna in via di formazione».
Robin Canup, Southwest Research Institute
In pratica, secondo gli autori, a causa di tutta una serie di effetti combinati, la parte più interna della Luna sarebbe composta da rocce “normali”, ricche in elementi volatili, mentre lo spessore più esterno – stimato tra i 100 e i 500 km – sia condensato da una zona di detriti poveri in elementi volatili. Se così fosse, concludono gli scienziati, il contenuto “volatile” del Luna potrebbe quindi aumentare con la profondità, a seconda dell’estensione del miscelamento a cui le rocce sono state sottoposte durante la formazione del nostro satellite.