Secondo una delle teorie più accreditate, miliardi di anni fa qualcosa delle dimensioni di Marte si schiantò contro la Terra, sputando nello spazio una grande quantità di detriti che alla fine si unirono per formare la Luna.
Come si è formata la Luna?
Questa è chiamata ipotesi dell’impatto gigante e ci fornisce una spiegazione chiara di alcune curiose proprietà che la Terra e la Luna hanno in comune, come la presenza di minerali identici.
C’è solo un problema. Secondo una nuova analisi condotta dallo scienziato planetario Paolo Sossi del gruppo di Planetologia sperimentale presso l’ETH di Zurigo in Svizzera, non abbiamo assolutamente alcuna prova inequivocabile che un impatto così gigantesco abbia mai avuto luogo.
“Le rocce del mantello terrestre e quelle della Luna sono indistinguibili in base a ogni rapporto isotopico che traccia la provenienza del materiale nel Sistema Solare”, ha spiegato Sossi.
“Poiché gli isotopi di questi elementi variano ampiamente tra i materiali planetari, se ci fosse traccia di un impatto, ci aspetteremmo di vedere piccole differenze nei loro rapporti isotopici. Tuttavia, non sono state rilevate tali differenze tra la Terra e la Luna … quindi sosteniamo che, nel caso di un impatto, i due corpi devono essere stati perfettamente mescolati … o la Luna deve essersi formata in un modo diverso.”
Ciò non significa, in definitiva, che l’impatto gigante non sia avvenuto. È ancora possibile. È solo che non possiamo nemmeno presumere che sia avvenuto . Il modo in cui si è formata la Luna potrebbe essere appena tornato nel regno del mistero.
Le prove, disponibili sul server di preprint arXiv e attualmente in stampa per il Treatise on Geochemistry del 2024 , si basano su una revisione critica di tutte le prove geofisiche e geochimiche rilevanti fino ad oggi.
Quindi, se non ci fosse stata alcuna collisione, da dove potrebbe essere venuta la Luna? Sossi sostiene che la Terra e il suo grande satellite si sono semplicemente formati dallo stesso materiale di base, eliminando la necessità di qualsiasi introduzione di un ipotetico terzo corpo.
La Terra e la sua Luna sono uniche nel Sistema Solare. È l’ unico sistema con due grandi corpi sferici con nuclei differenziati; la Luna non è molto più piccola di Mercurio e, se fluttuasse da sola, potrebbe essere considerata un pianeta a sé stante.
Si pensa anche che la Luna abbia svolto un ruolo importante nell’aiutare la vita a evolversi. Aiuta a stabilizzare la rotazione della Terra e genera le maree che aiutano la circolazione degli oceani. Senza la massa di roccia orbitante, la Terra sarebbe stata un posto molto diverso.
Poiché la Luna è così rara e così importante, gli scienziati vogliono sapere come è arrivata qui. Le sue origini potrebbero far luce sulla nostra storia e aiutarci a valutare la probabilità di quanto spesso tali sistemi si formino là fuori nell’Universo più ampio.
L’ipotesi dell’impatto gigante non è male. Durante i primi giorni del Sistema Solare, circa 4,5 miliardi di anni fa, le cose erano molto più caotiche. C’erano molte più rocce che volavano in giro a casaccio, cosa che possiamo accertare dai crateri lasciati sui pianeti e sulle lune che sono sopravvissuti. Quindi non è improbabile che una Terra neonata sia stata colpita da qualcosa di abbastanza grande da creare una nuvola di detriti da impatto che ha formato la Luna.
Il problema, hanno scoperto Sossi e il suo team dopo aver esaminato le prove disponibili, è che la Terra e la Luna sono troppo simili. Gli elementi sulla Terra e sulla Luna hanno rapporti di isotopi (forme diverse dello stesso atomo con numeri variabili di neutroni nei loro nuclei) che sono identici. E più esaminiamo, più scopriamo.
“Inizialmente, questa concordanza è stata riscontrata solo per gli isotopi dell’ossigeno, ma più di recente (dall’inizio del decennio 2010) si è scoperto che è così anche per il cromo e il titanio, entrambi elementi concentrati esclusivamente nella parte rocciosa del corpo”, ha spiegato Sossi.
Inoltre, poiché gli isotopi di questi elementi variano ampiamente tra i materiali planetari, se ci fosse traccia di un impattatore, ci aspetteremmo di vedere piccole differenze nei loro rapporti isotopici. Tuttavia, non sono state rilevate tali differenze tra la Terra e la Luna.
“Ciò si è poi dimostrato vero anche per una serie di altri elementi (ad esempio ferro, calcio, molibdeno, ecc.), rendendo astronomicamente piccola la probabilità che ciò sia potuto accadere per una coincidenza.”
Uno studio recente ha dimostrato che la Terra e la Luna hanno più o meno la stessa età, o si sono formate molto vicine tra loro, circa 4,5 miliardi di anni fa . Nel complesso, le prove suggeriscono che i due corpi si sono formati dalla stessa nube di materiale.
Ciò non significa che non possa esserci stato un impatto; un modello suggerisce che un impatto abbia polverizzato l’intero equipaggiamento della neonata Terra, qualunque fosse l’aspetto, producendo una ciambella di materiale che si è fusa in due corpi, la Terra e la Luna.
I modelli di impatto gigante spesso prevedono piccole differenze nei rapporti isotopici tra la Terra e la Luna. Tali differenze semplicemente non esistono, secondo i dati esistenti, il che significa che, sebbene non si possa escludere un impatto gigante, dovremmo escludere modelli che producono risultati incoerenti con i dati geochimici reali.
“Lo spazio dei parametri è essenzialmente infinito”, ha affermato Sossi.
Non sappiamo ancora come la Terra e la Luna si siano unite da un ammasso di polvere di stelle 4,5 miliardi di anni fa. Un modo per indagare ulteriormente è indagare cosa c’è dentro la Luna , ed è quello su cui stanno lavorando Sossi e i suoi colleghi.
“Le prove chimiche e isotopiche sono ormai sufficientemente solide per iniziare a mettere in discussione i meccanismi fondamentali della formazione della Luna”, ha affermato Sossi.
” Siamo anche lieti di vedere quanto interconnessi possano essere i vincoli geofisici, geochimici e dinamici nel fornire una nuova visione olistica della formazione della Luna. Siamo in grado di comunicare su problemi comuni tra discipline diverse, il che alla fine ci aiuterà a trovare una soluzione a questo enigma.”
La ricerca del team può essere letta su arXiv.
