Meteoriti hanno bombardato il sistema Terra-Luna 800 milioni di anni fa. Crediti: Murayama, Osaka University.
Si torna a parlare di uno dei misteri familiari irrisolti più importanti del nostro Sistema solare. A vederli oggi, i due corpi in questione non sembrano avere nemmeno una lontana parentela, tanto sono diversi. Parliamo di Venere e della Terra: pianeti nati nella stessa regione della nebulosa solare, simili per massa, raggio e composizione primordiale. Venere che conosciamo – con la sua spessa atmosfera dominata da anidride carbonica a elevata pressione (circa 9 bar, meno di 1 bar è il valore terrestre sul livello del mare) e una temperatura intorno ai 735 K – presenta condizioni superficiali decisamente più estreme. Tuttavia, un tempo potrebbe essere stata molto diversa. Il rapporto fra l’abbondanza di deuterio e idrogeno nell’atmosfera attuale suggerisce infatti, secondo gli esperti, che essa – in passato – abbia ospitato abbondante acqua superficiale e abbia avuto un’atmosfera sottile – simile a quella terrestre.
E così, due grandi domande tormentano gli studiosi del Sistema solare. Le condizioni di Venere, nel passato, sono state simili a quelle della Terra? Il pianeta ospitava veramente acqua liquida e, se sì, quando si sono prosciugati i suoi oceani?
Per rispondere in modo definitivo a questo enigma bisognerebbe esaminare in maniera diretta campioni geologici e – a sorpresa – la soluzione potrebbe essere molto più vicina di quanto ci si aspetterebbe. Precisamente, sulla Luna. Infatti, se l’atmosfera di Venere in passato è stata davvero sottile come quella della Terra, allora numerosi impatti di asteroidi sulla sua superficie potrebbero aver trasferito una considerevole frazione del suo materiale superficiale sulla Luna. Come? Lo racconta in dettaglio lo studio di Samuel Cabot e Gregory Laughlin accettato dalla rivista Planetary Science Journal.
Venere nella storia ha sperimentato un flusso molto maggiore di collisioni di asteroidi rispetto alla Terra e tali collisioni potrebbero essere state in grado di provocare l’espulsione di materiale superficiale, se solo Venere avesse avuto un’atmosfera di tipo terrestre. Impatti catastrofici come questi avvengono oggi solo ogni cento milioni di anni circa – ma si verificavano molto più frequentemente miliardi di anni fa. I ricercatori sono stati in grado di stimare che gli asteroidi e le comete che si sono schiantate su Venere potrebbero aver dislocato ben 10 miliardi di rocce in un’orbita che si è intersecata con la Terra e la Luna. Data la mancanza di atmosfera e di una attività geologica significativa, affermano gli esperti, la Luna – e non la Terra – sarebbe stata il luogo ideale per il deposito di tale materiale.
«La luna offre una custodia sicura per queste antiche rocce», conferma Cabot, primo autore dello studio e studente laureato della Yale University. «Qualsiasi cosa proveniente da Venere e atterrata sulla Terra è probabilmente sepolta molto in profondità, a causa dell’attività geologica sul nostro pianeta. Queste rocce si conservano invece molto meglio sulla Luna».
Verosimilmente, si è ricostruito che Venere ha avuto un’atmosfera simile a quella terrestre fino a 700 milioni di anni fa. Dopo di che, il corpo ha sperimentato un effetto serra incontrollabile che l’ha portato a sviluppare il suo clima attuale. L’atmosfera di Venere oggi è così densa che nessuna roccia potrebbe mai sfuggire dopo un impatto con un asteroide o una cometa.
Laughlin e Cabot hanno citato due fattori a sostegno della loro teoria. Il primo è che gli asteroidi che colpiscono Venere di solito sono più veloci di quelli che colpiscono la Terra, estraendo ancora più materiale. Il secondo è che un’enorme frazione del materiale espulso da Venere si sarebbe avvicinata alla Terra e alla Luna. Utilizzando modelli analitici per simulare l’espulsione del materiale dai crateri e per ricostruirne le traiettorie infatti, gli autori hanno trovato che una frazione superiore allo 0.07 percento di tutte le rocce espulse sarebbe atterrata sulla Luna.
«C’è una commensurabilità tra le orbite di Venere e la Terra che fornisce una rotta pronta per le rocce lanciate da Venere per viaggiare verso la Terra», spiega Laughlin, professore di astronomia e astrofisica a Yale e secondo autore dello studio. «La gravità della Luna aiuta poi a raccogliere alcuni di questi arrivi da Venere».
La piccola frazione calcolata è in realtà incrementata dalle immense quantità di materiale espulso – dell’ordine di 10mila miliardi di chili. Di conseguenza, gli autori hanno stimato che la regolite lunare conterrebbe fino a 0.2 parti per milione di materiale venusiano nel caso in cui Venere abbia perso l’acqua negli ultimi 3.5 miliardi di anni. Se l’acqua è stata persa più di 4 miliardi di anni fa invece, il contenuto si alzerebbe fino a 0.3 parti per milione.
Ci sarebbero infine tre importanti processi a favore del recupero dei meteoriti venusiane sul nostro satellite. In primo luogo, gran parte del materiale espulso risulterebbe solo minimamente scosso e trasformato dagli impatti. Secondo, è probabile che i frammenti di meteorite sopravvivano al loro impatto sulla Luna, dato che la velocità di impatto calcolata è relativamente bassa per impatti ortogonali, e ancor di più per impatti obliqui. Infine, la regolite della Luna è relativamente poco profonda e facile da prelevare. I risultati indicano che l’analisi in situ o le missioni che prevedono il ritorno di campioni prelevati – come quelle del futuro programma Artemis della Nasa – hanno un potenziale elevato di identificare antiche meteoriti venusiane. Il recupero e le analisi isotopiche dei campioni di superficie venusiana intrappolati nella roccia lunare infatti, determinerebbero con grande sicurezza se e quando Venere ospitava oceani liquidi e un’atmosfera di tipo terrestre. Ci sono diverse analisi chimiche standard, rassicurano gli autori, che possono individuare con estrema accuratezza l’origine delle rocce lunari, comprese quelle provenienti da Venere – e che si basano su diversi rapporti di elementi e isotopi specifici che costituiscono una sorta di impronta digitale per ogni pianeta del Sistema solare.
Per saperne di più:
- Leggi su arXiv il pre-print dell’articolo “Lunar Exploration as a Probe of Ancient Venus” di Samuel H. C. Cabot, Gregory Laughlin