La Luna si originò in seguito ad un impatto catastrofico

Un team di scienziati dell'Università del Maryland è riuscito a spiegare come mai le impronte isotopiche di Terra e Luna sono così simili tra loro, fornendo un'ulteriore conferma alla celebre teoria dell'impatto gigante

Circa 4,5 miliardi di anni fa, agli albori del Sistema Solare, un corpo di dimensioni paragonabili a quelle di Marte entrò in collisione con la Terra, proiettando nello spazio un’enorme nube di gas e detriti che con il trascorrere del tempo, grazie alla forza di gravità, iniziò a contrarsi e diede origine alla Luna. Lo scenario appena descritto, oggi parte integrante della celebre Teoria dell’impatto gigante, ha rappresentato per almeno trent’anni la spiegazione più convincente dei delicati meccanismi che portarono alla formazione del nostro unico satellite naturale. Ma c’è un problema: anche se questo scenario ha senso quando si osservano la dimensione della Luna e il suo percorso orbitale attorno alla Terra, le cose iniziano a farsi più complicate nel momento in cui si analizza la composizione strutturale dei due corpi. In particolare, l’impronta isotopica della Luna è troppo simile a quella della Terra, quando invece dovrebbe presentare alcune differenze sostanziali.


Queste differenze derivano dal fatto che il corpo celeste protagonista dell’impatto, Theia, si formò probabilmente in una regione più esterna del Sistema Solare, ricca di materiali difficilmente rintracciabili nelle zone interne. Nel corso degli anni sono state elaborate molte teorie differenti per spiegare la similitudine tra le impronte isotopiche di Terra e Luna: forse l’impatto creò un’enorme nuvola di detriti che miscelandosi con i residui del mantello terrestre condensò per formare la Luna; oppure Theia, per pura coincidenza, possedeva una composizione isotopica simile a quella della proto-Terra; una terza possibilità è che la Luna si formò a partire da materiali prevalentemente terrestri, anziché di Theia, in seguito ad un tipo di impatto piuttosto insolito.


Di recente un team di scienziati dell’Università del Maryland ha generato una nuova impronta isotopica della Luna che potrebbe fornire il pezzo mancante del puzzle. Tramite l’analisi della distribuzione di un particolare isotopo del tungsteno, presente sia sulla Terra che sulla Luna, il team di ricercatori è riuscito infatti a conciliare la teoria dell’impatto gigante con le similitudini rilevate tra le impronte isotopiche di entrambi i corpi. I risultati suggeriscono che l’impatto di Theia con la Terra primordiale fu così violento che, prima di stabilizzarsi e formare la Luna, la nuvola di detriti risultante si miscelò, distribuendo uniformemente gli isotopi terrestri e quelli di Theia. “Il problema è che la Terra e la Luna presentano impronte isotopiche molto simili. Questo suggerisce che entrambe si siano formate a partire dalla stessa nube di materiale” ha dichiarato Richard Walker, professore di geologia all’Università del Maryland e co-autore dello studio. “La scoperta è sorprendente perché considerando le probabili caratteristiche di Theia, in relazione alle teorie comunemente accettate Terra e Luna non avrebbero dovuto essere tanto simili tra loro come in realtà sono.”


I dati suggeriscono che Terra e Luna si formarono dalla stessa nube di materiali e che la Terra, durante il processo, raccolse un quantitativo maggiore di detriti e polvere. Dato che la nube conteneva un sacco di tungsteno, con piccole quantità di un isotopo leggero noto come tungsteno-182, la Terra dovrebbe presentare una distribuzione media dell’isotopo inferiore a quella della Luna (a causa delle maggiori dimensioni). Mettendo a confronto le rocce terrestri con quelle prelevate dal nostro satellite, Walker e il suo team hanno scoperto che i dati confermano l’ipotesi. “Le piccole ma significative differenze nella composizione isotopica del Tungsteno presente sia sulla Terra che sulla Luna corrispondono perfettamente al diverso quantitativo di materiale raccolto da entrambi i corpi celesti negli anni successivi all’impatto” ha aggiunto Walker. “Questo significa che, poco dopo la sua formazione, la Luna aveva la stessa composizione isotopica del mantello terrestre.”


I risultati della ricerca supportano l’idea che il materiale creatosi in seguito all’impatto si condensò molto prima che la Luna avesse la possibilità di raffreddarsi. Questo spiega sia le similitudini isotopiche tra Terra e Luna, sia le impercettibili differenze nella distribuzione del Tungsteno-182. Inoltre, esclude largamente l’idea che Theia presentasse una composizione isotopica analoga a quella della Terra, o che la Luna si sia formata da materiale esclusivamente terrestre. In entrambi i casi, sarebbe altamente improbabile vedere una correlazione perfetta tra il tungsteno-182 e le quantità di materiale raccolto dalla Luna nelle epoche successive all’impatto. “Questo risultato ci porta un passo più vicini alla comprensione della stretta parentela tra la Terra e la Luna” ha concluso Walker. “Dobbiamo ancora definire i dettagli, ma è chiaro che il nostro sistema solare primordiale era un posto molto violento.”



Fonte: Mathieu Touboul, Igor S. Puchtel, Richard J. Walker. Tungsten isotopic evidence for disproportional late accretion to the Earth and Moon. Nature, 2015; DOI: 10.1038/nature14355

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