La Luna potrebbe essere più giovane del previsto

Tornare indietro nel tempo con la nostra mente a diversi miliardi di anni fa non è affatto facile, in tale contesto le nuove scoperte ci spingono continuamente a ripensare a come è nata la Luna.

Recentemente, un gruppo di ricercatori che lavorano presso il centro aerospaziale tedesco, il dipartimento di astronomia e astrofisica dell’Università tecnica di Berlino e l’istituto di planetologia dell’università di Münster ha presentato un nuovo studio i cui risultati sembrerebbero indicare che la Luna sia molto più giovane di quanto finora ipotizzato, circa 85 milioni di anni più giovane.

I campioni di roccia lunare raccolti nelle missioni Apollo non sono abbastanza antichi per confermare l’età della Luna di 4,51 miliardi di anni, tuttavia tale valore può essere calcolato tornando indietro ai primissimi momenti del nostro vicino celeste.

L'ipotesi comunemente accettata in merito alla formazione della Luna

Secondo l'ipotesi comunemente accettata dagli scienziati, la Luna si è formata in seguito ad una collisione tra la Terra e un pianeta (dalle dimensioni simili a quelle di Marte) chiamato Theia. L’impatto ha fuso una parte della roccia che, a causa dell’enorme energia generata, è stata proiettata a grande velocità verso lo spazio andando a solidificarsi in un intero corpo roccioso che ha iniziato a orbitare attorno alla Terra.

Ciò significa che la roccia che compone la Luna proviene dalla Terra, gli scienziati sono quindi in grado di datare la roccia lunare utilizzando alcuni modelli matematici sofisticati. 

I risultati del nuovo studio sembrerebbero indicare che la Luna potrebbe aver avuto origine quando la Terra era quasi completamente formata.

«I risultati del nostro ultimo modello suggeriscono che la giovane Terra sia stata colpita da un protopianeta circa 140 milioni di anni dopo la nascita del Sistema solare 4,567 miliardi di anni fa», scrive il dott. Maxime Maurice geofisico presso il Centro aerospaziale tedesco.

«Secondo i nostri calcoli, la collisione tra i due pianeti è accaduta 4,425 miliardi di anni fa con un'incertezza di 25 milioni di anni, in tale periodo è nata la Luna».

Immagine 1 - Rappresentazione artistica della nascita della Luna. Credits: Ron Miller.

Il team, coordinato dal dott. Maxime Maurice, ha analizzato due scale temporali attraverso l'utilizzo di modelli matematici.

La prima scala è servita per stimare gli anni che aveva la Terra quando ha subito l’impatto del protopianeta Theia. 

Sulla seconda scala invece è stato stimato il tempo impiegato dal massiccio oceano di magma della Luna a raffreddarsi completamente subito dopo l’avvio del processo di solidificazione.

Il processo di solidificazione ha richiesto circa 200 milioni di anni dall'inizio alla fine, secondo quanto indicato dai modelli degli scienziati.

Le simulazioni basate su come i silicati (minerali composti principalmente da silicio e ossigeno) della Luna potrebbero essersi evoluti nel corso del tempo hanno condotto i ricercatori a stimare a 4,425 miliardi di anni l'età finale della Luna.

I ricercatori hanno raggiunto un livello di dettaglio elevato con il nuovo studio 

La nuova analisi scende molto nel dettaglio e mostra quanti fattori devono essere presi in considerazione.

Secondi gli scienziati un primo fattore su cui è necessario riflettere è quello rappresentato dai crateri presenti sulla superficie lunare che potrebbero aver influenzato la velocità di raffreddamento della Luna.

Mentre un secondo fattore da valutare è rappresentato da quanto potrebbe essere stato profondo l'oceano originale di magma.

Immagine 2 - Schema grafico di come potrebbe essere stata la struttura interna della Luna primordiale. Credits: DLR/Maxime Maurice.

«Confrontando i valori della composizione delle rocce lunari con i valori della composizione dell'oceano di magma prevista dal nostro modello, siamo stati in grado di tracciare l'evoluzione dell'oceano andando a ritroso fino al suo punto di partenza, il momento cioè in cui si è formata la Luna» scrive la dott.ssa Sabrina Schwinger geofisico presso il centro aerospaziale tedesco (DLR).

Stabilire la datazione della Luna richiede un notevole lavoro di immaginazione e ciò significa che negli anni a venire sentiremo parlare molto di più dell’età della Luna.

Le future missioni spaziali con equipaggio dirette sulla Luna saranno in grado di raccogliere un maggior quantitativo di campioni di roccia lunare, ciò potrebbe aiutare i ricercatori a colmare le lacune di conoscenza riguardanti la Luna.   

[Non perdere l'intervista al Dott. Maxime Maurice!]

Ciò che stiamo descrivendo nell’articolo non rappresenta l’unico studio recente che cerca di esplorare tali misteri. 

Infatti, secondo uno studio di tre anni fa l'età della Luna era stata portata indietro di circa 140 milioni di anni, mentre i risultati di alcuni studi più recenti sembrerebbero suggerire che la Luna sia ancora più antica.

Queste correzioni sembrano enormi se paragonate alla scala temporale della vita di noi esseri umani, ma tali regolazioni sono molto più piccole se paragonate alla prospettiva più ampia della storia del Sistema Solare e dovremmo aspettarci ulteriori scoperte future man mano che la nostra comprensione della materia aumenta.

Tuttavia, la nuova stima coincide in maniera piuttosto ordinata con il periodo in cui i ricercatori ritengono si sia formato il nucleo metallico della Terra, in ritardo rispetto allo sviluppo geologico del nostro pianeta. Ciò si adatta anche alla cronologia di uno studio precedente riguardante i danni provocati dagli asteroidi.

«La convergenza di queste stime indipendenti non solo fornisce un'età solida e accurata riguardante l'impatto che ha innescato la formazione della Luna, ma collega in maniera stabile questo evento alla differenziazione della Terra e all'evoluzione dinamica del Sistema Solare interno», scrivono i ricercatori.

[Non perdere l'intervista al Dott. Maxime Maurice!]

La ricerca (A long-lived magma ocean on a young Moon) è stata pubblicata sulla rivista Science Advances.