In un nuovo studio, i ricercatori negli Stati Uniti e nel Regno Unito hanno analizzato la regolite lunare raccolta dagli astronauti dell’Apollo 16 più di 50 anni fa. I ricercatori hanno affermato che queste rocce sono come “capsule del tempo”, forniscono indizi sulla storia della Luna. Come la Terra, la nostra Luna ha almeno 4,5 miliardi di anni. Ma la Luna non ha un’atmosfera o una tettonica a placche . Quindi non c’è vento o pioggia che eroda la superficie, e nessuno spostamento delle placche terrestri che alteri il paesaggio. Tuttavia, la superficie della una è cambiata nel tempo.
La complessa storia della Luna
I ricercatori si sono concentrati sulle brecce lunari, un tipo di roccia sedimentaria, del regolite. Hanno pubblicato i loro risultati sottoposti a revisione paritaria sulla rivista Meteoritics and Planetary Science.
Senza vento, condizioni meteorologiche o tettonica, la luna sembra un mondo semplice da studiare, con la sua polvere grigia e i crateri onnipresenti. Ma la storia della Luna è complicata, proprio come quella della Terra.
I crateri sono il risultato di collisioni con detriti nello Spazio, alcuni dei quali ora chiamiamo asteroidi, principalmente risalenti a un periodo successivo alla prima formazione della Luna. La superficie della Luna è satura di crateri, il che rende difficile per gli scienziati determinare esattamente cosa è successo e quando.
Alcuni dei campioni di roccia che gli astronauti riportarono sulla Terra erano brecce, che tendono a essere composte da grandi frammenti angolari con spazi tra di loro. Gli spazi della roccia sono riempiti con particelle più piccole e un tipo di “cemento” minerale che lega insieme la roccia.
Sulla Luna, queste rocce si sono formate quando l’impatto di meteoroidi e asteroidi ha riscaldato e fuso la polvere lunare (regolite) trasformandola in roccia.
I ricercatori hanno analizzato complessivamente 11 campioni di breccia per capire meglio la storia della Luna. Nessuno di questi era stato studiato prima. Facevano parte di oltre 95 kg (209 libbre) di campioni di roccia che gli astronauti John Young, Charles Duke e Ken Mattingly riportarono sulla Terra nel 1972.
Gli scienziati hanno utilizzato sofisticate tecniche di spettrometria di massa analitica per analizzare i campioni. Volevano studiare la composizione dei gas intrappolati in alcuni dei campioni di frammenti più piccoli, chiamati “brecce simili al suolo”. (Da notare che la luna ha regolite polverosa secca, non suolo come lo conosciamo noi.) Nella spettrometria di massa, le sostanze chimiche vengono identificate tramite la classificazione degli ioni gassosi nei campi elettrici e magnetici in base ai loro rapporti massa/carica .
Mark Nottingham ha guidato la ricerca sulla storia della Luna mentre era all’Università di Manchester nel Regno Unito. Ora è alla School of Geographical & Earth Sciences dell’Università di Glasgow. Ha detto: “La spettrometria di massa, che identifica le molecole nei campioni e ne quantifica l’abbondanza relativa, può aiutarci a determinare quanto tempo i campioni sono rimasti esposti sulla superficie lunare o nelle sue vicinanze. Ciò ci aiuta a farci un’idea più chiara della storia degli impatti su questa particolare area della Luna”.
Nove dei campioni mostravano esposizioni da 2,5 miliardi di anni fa a meno di un miliardo. Ciò indicava che il regolite in quell’area era il risultato di una storia varia di impatti. Alcuni dei campioni erano stati sepolti, ma portati in superficie dagli impatti. Ma altri campioni erano rimasti in superficie ed esposti al vento solare per miliardi di anni.
L’analisi ha mostrato che le brecce simili al suolo sono distinte dagli altri campioni di brecce. Come ha spiegato Nottingham: “Questo studio stabilisce per la prima volta che le brecce simili al suolo sono una categoria distinta, con le proprie storie da condividere. In combinazione con l’analisi delle rocce antiche e giovani recuperate dall’Apollo 16, possiamo costruire un quadro molto più completo della storia della Luna durante il primo sistema solare, dove impatti più pesanti sulla superficie lunare nei suoi primi miliardi di anni circa hanno lasciato il posto a periodi meno intensi da circa due miliardi di anni fa”.
Due dei campioni contenevano anche quantità inferiori di gas nobili rispetto al solito. Si tratta di sette elementi chimici che compongono il Gruppo 18 (VIIIa) della tavola periodica . Ciò suggerisce che i campioni si sono formati molto più di recente e sono stati esposti al vento solare per meno di un milione di anni. Il team di ricerca ha persino individuato la possibile fonte dei campioni nel vicino cratere South Ray.
campioni della “capsula del tempo” forniscono nuovi indizi su come la superficie della Luna sia cambiata nel corso di miliardi di anni. Tali cambiamenti non derivano solo dagli impatti degli asteroidi, ma anche dal vento solare, come ha osservato Nottingham: “Nel corso della loro permanenza sulla superficie della Luna come regolite, i campioni sono stati esposti a quantità variabili di vento solare (particelle cariche provenienti dal sole che trasportano anche tracce di gas nobili come argon e xeno) che si sono accumulati sugli strati esterni dei loro granuli minerali per milioni di anni prima di essere colpiti da un asteroide”.
I campioni aiutano anche gli scienziati a comprendere meglio la storia della Terra e di altri corpi rocciosi nel sistema solare. Nottingham ha continuato: “La storia della Luna è anche la storia della Terra: le tracce dei bombardamenti di asteroidi impresse sulla sua superficie e sotto la sua superficie possono aiutarci a comprendere le condizioni del sistema solare primordiale che ha formato il nostro pianeta e il suo vicino più prossimo”.
“A differenza della Terra, tuttavia, la storia della Luna è custodita in capsule del tempo geologiche sulla sua superficie, incontaminata dalla tettonica a placche o dall’erosione, il che ci consente di utilizzare tecnologie all’avanguardia come la spettrometria di massa per svelarne i segreti”.
I campioni non solo forniscono nuove informazioni sulla storia della Luna. Possono anche aiutare gli scienziati a pianificare future missioni umane sulla luna, e anche oltre, in termini di risorse naturali. Nottingham ha detto: “Una delle sfide nel creare habitat a lungo termine per gli esseri umani sulla Luna è decidere come utilizzare le risorse naturali che attendono le future missioni, in modo che non siano costrette a portare con sé dalla Terra tutto ciò di cui avranno bisogno”.
“Studi come questo ampliano la nostra base di conoscenze su dove elementi utili, come i gas nobili, si trovano nella regolite lunare e quanto potrebbero essere abbondanti. È straordinario pensare che i campioni riportati sulla Terra dall’Apollo 16 più di mezzo secolo fa abbiano ancora segreti da rivelare sulla storia della Luna e che potrebbero contribuire a plasmare il modo in cui esploreremo il sistema solare nei decenni a venire”.
In conclusione: una nuova analisi dei campioni lunari contenuti nella “capsula del tempo” riportati sulla Terra dall’Apollo 16 mostra come la superficie della Luna sia cambiata nel corso di miliardi di anni.