Forse spiegata la differenza di struttura tra il lato visibile ed il lato opposto della Luna

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differenze strutturali tra il lato lontano ed il lato vicino della Luna

La netta differenza tra la parte lontana della Luna, pesantemente craterizzata ed gli ampi bacini, che chiamiamo mari, presenti sul lato vicino alla Terra ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni. Ora, nuovi studi effettuati sulla crosta della Luna suggeriscono che le differenze furono causate da un pianeta nano che si scontrò con la Luna agli albori della storia del sistema solare. Un rapporto sulla nuova ricerca è stato pubblicato nel Journal of Geophysical Research di AGU : Planets.

Il mistero dei due volti della Luna iniziò durante le missioni del programma Apollo, quando le prime immagini del lato lontano rivelarono le sorprendenti differenze tra le due facce della Luna. Le misurazioni effettuate dalla missione Gravity Recovery e Interior Laboratory (GRAIL) nel 2012 hanno fornito ulteriori dettagli sulla struttura della Luna, compresa la conferma che la sua crosta è più spessa e contiene un ulteriore strato di materiale su un lato.

Ci sono un certo numero di idee che sono state usate per cercare di spiegare l’asimmetria della Luna. Una è che c’erano una volta due lune in orbita attorno alla Terra che finirono per fondersi nei primissimi giorni della formazione della Luna. Un’altra ipotesi è che un grande corpo, forse un giovane pianeta nano, si è trovato in un’orbita attorno al Sole che lo ha messo in rotta di collisione con la Luna. Quest’ultima ipotesi di un impatto gigante sarebbe avvenuta dopo che la Luna aveva formato una crosta solida, ha detto Meng Hua Zhu dello Space Science Institute dell’Università di Scienza e Tecnologia di Macao e autore principale del nuovo studio. I segni di un tale impatto dovrebbero essere visibili nella struttura della crosta lunare oggi.

I dati gravitazionali dettagliati ottenuti da GRAIL hanno fornito nuove informazioni sulla struttura della crosta lunare sotto la superficie“, ha detto Zhu.

Le nuove scoperte di GRAIL hanno dato al team di ricercatori di Zhu un obiettivo più chiaro da raggiungere con le simulazioni al computer utilizzate per testare diversi scenari di impatto della prima luna. Gli autori dello studio hanno eseguito 360 simulazioni al computer di impatti giganteschi con la Luna per scoprire se un tale evento, milioni di anni fa, potesse riprodurre la crosta della Luna di oggi rilevata dal GRAIL.

L'impatto gigantesco ha causato la differenza tra gli emisferi lunari
Il processo di formazione del bacino per un impatto di 780 chilometri di diametro (con un diametro di 200 chilometri con nucleo ferroso) con una velocità d’impatto di 22.500 km/ora. In ciascun pannello, le metà di sinistra rappresentano i materiali utilizzati nel modello: anortosite gabbroica (verde pallido), dunite (blu) e ferro (arancione) rappresentano rispettivamente la crosta lunare, il mantello e il nucleo. L’anortosite gabbroica (giallo pallido) rappresenta anche il materiale di impatto. Le metà a destra rappresentano la variazione di temperatura durante il processo di impatto. Le frecce in (C) e (D) rappresentano i materiali locali che sono stati spostati e formano la nuova crosta insieme a depositi di materiale che è stato fatto saltare dall’impatto. Credito: JGR: Pianeti / Zhu et al. 2019 / AGU.

Le simulazioni, alla fine, hanno trovato la soluzione migliore per spiegare l’asimmetria della Luna odierna: un corpo grande, del diametro di circa 780 chilometri, che impattò contro la Luna a 22.500 chilometri all’ora. Sarebbe l’equivalente di un oggetto un po ‘più piccolo del pianeta nano Cerere che si muove a una velocità di circa un quarto più veloce delle meteoriti. Un altro buon adattamento per le combinazioni di impatto che la squadra ha modellato è quello di un diametro leggermente più piccolo di 720 chilometri, con un impatto leggermente più veloce a 24.500 chilometri all’ora.

in entrambi questi scenari, il modello mostra che l’impatto avrebbe sollevato una grande quantità di materiale che sarebbe ricaduto sulla superficie della Luna, seppellendo la crosta primordiale sul lato lontano sotto un cumulo di detriti dello spessore di chilometri. Questo è lo strato di crosta rilevato sul lato opposto da GRAIL, secondo Zhu.

Il nuovo studio suggerisce che l’impattatore non era probabilmente una seconda luna della Terra. Qualunque cosa fosse l’impattatore, un grande asteroide o un pianeta nano, percorreva probabilmente sulla sua orbita attorno al Sole quando incontrò la Luna. Il modello dell’impatto gigante fornisce anche una buona spiegazione per le differenze inspiegabili negli isotopi di potassio, fosforo e elementi di terre rare come il tungsteno 182 tra le superfici della Terra e della Luna, spiegano i ricercatori. Questi elementi potrebbero provenire dall’impatto gigantesco, che avrebbe aggiunto quel materiale alla Luna dopo la sua formazione, secondo gli autori dello studio.

Il nostro modello può quindi spiegare questa anomalia isotopica, nel contesto dello scenario di un impatto gigante nella fase primordiale della Luna”  scrivono i ricercatori.

Il nuovo studio suggerisce non solo una risposta alle domande che gli scienziati si stanno ponendo sulla Luna, ma può anche fornire una visione sulla struttura di altri mondi asimmetrici nel nostro sistema solare, come, per esempio, Marte.

“Questo è un documento che provocherà molte reazioni”, ha commentato Steve Hauck, professore di geodinamica planetaria presso la Case Western Reserve University e redattore capo della JGR: Planets. “Comprendere l’origine delle differenze tra il lato vicino e il lato lontano della Luna è un problema fondamentale nella scienza lunare. In realtà, molti pianeti hanno dicotomie emisferiche, ma per la Luna abbiamo molti dati con cui testare modelli e ipotesi. Le implicazioni di questo studio potrebbero probabilmente essere valide in scenari più ampi della sola Luna“.

Fornito da American Geophysical Union