La faccia che la Luna mostra alla Terra sembra molto diversa da quella che nasconde sul lato opposto. Il lato più “vicino” a noi è dominato dai mari lunari, ossia i vasti resti di colore scuro di antiche colate laviche. Il lato opposto, pieno di crateri, è praticamente privo di caratteristiche di mari su larga scala. Perché le due parti siano così diverse è uno dei misteri più duraturi sulla Luna.
Ora, i ricercatori hanno una nuova spiegazione per queste forti differenze tra le due facce della Luna: alla loro origine, potrebbe esservi un gigantesco impatto avvenuto miliardi di anni fa vicino al polo sud della Luna.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances mostra che l’impatto che ha formato il gigantesco bacino lunare del Polo Sud-Aitken (SPA) avrebbe creato un enorme pennacchio di calore che si sarebbe propagato all’interno della Luna. Quel pennacchio avrebbe portato alcuni materiali – una serie di terre rare e di elementi che producono calore – sul lato vicino della Luna. Quella concentrazione di elementi avrebbe contribuito al vulcanismo che ha creato le pianure vulcaniche vicine.
“Sappiamo che grandi impatti come quello che ha formato SPA creerebbero molto calore”, ha affermato Matt Jones, autore principale dello studio. “La domanda è come quel calore influenzi le dinamiche interne della Luna. Quello che mostriamo è che in qualsiasi condizione si sia formato SPA, si sarebbe comunque determinata questa concentrazione di elementi che producono calore sul lato vicino. Ci attendiamo che ciò abbia contribuito alla fusione del mantello che ha prodotto i flussi di lava che vediamo in superficie”, ha spiegato.
Lo studio è nato dalla collaborazione tra Jones e Alexander Evans, assistente professore alla Brown University, insieme ai ricercatori della Purdue University, del Lunar and Planetary Science Laboratory in Arizona, della Stanford University e del Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Le differenze tra i lati vicini e lontani della Luna furono rivelate per la prima volta negli anni ’60 dalle missioni sovietiche Luna e dal programma statunitense Apollo. Sebbene le differenze nei depositi vulcanici siano evidenti, le future missioni avrebbero rivelato anche differenze nella composizione geochimica. Il lato vicino ha un’anomalia compositiva nota come Procellarum KREEP terrane (PKT), una concentrazione di potassio (K), elementi di terre rare (REE), fosforo (P), insieme ad elementi che producono calore come il torio. KREEP sembra essere concentrato dentro e intorno a Oceanus Procellarum, la più grande delle pianure vulcaniche vicine, ma è sparso altrove sulla Luna.
Alcuni scienziati hanno sospettato una connessione tra il Procellarum KREEP terrane e i flussi di lava del lato vicino, ma la domanda sul perché quell’insieme di elementi fosse concentrato sul lato vicino è rimasta irrisolta. Questo nuovo studio fornisce una spiegazione che è collegata al bacino del Polo Sud-Aitken, il secondo cratere da impatto più grande conosciuto nel sistema solare.
Per lo studio, i ricercatori hanno condotto simulazioni al computer di come il calore generato da un gigantesco impatto altererebbe i modelli di convezione all’interno della Luna e come ciò potrebbe ridistribuire il materiale KREEP nel mantello lunare. Si pensa che KREEP rappresenti l’ultima parte del mantello a solidificarsi dopo la formazione della Luna. In quanto tale, probabilmente ha formato lo strato più esterno del mantello, appena sotto la crosta lunare. I modelli dell’interno lunare suggeriscono che avrebbe dovuto essere distribuito più o meno uniformemente sotto la superficie. Ma questo nuovo modello mostra che la distribuzione uniforme sarebbe alterata dal pennacchio di calore derivante dall’impatto del Polo Sud-Aitken.
Secondo il modello, il materiale KREEP avrebbe cavalcato l’ondata di calore emanata dalla zona di impatto di SPA come un surfista. Quando il pennacchio di calore si è diffuso sotto la crosta lunare, quel materiale è stato infine trasportato in massa sul lato più vicino. Il team ha eseguito simulazioni per una serie di diversi scenari di impatto, da un impatto diretto a uno di striscio. Mentre ciascuno produceva modelli di calore diversi e mobilitava KREEP a vari livelli, tutti creavano concentrazioni di KREEP sul lato vicino, coerenti con l’anomalia PKT. I ricercatori affermano che il lavoro fornisce una spiegazione credibile per uno dei misteri più duraturi della Luna.
“Come si è formato il PKT è probabilmente la questione aperta più significativa nella scienza lunare”, ha detto Jones. “E l’impatto del Polo Sud-Aitken è uno degli eventi più significativi della storia lunare. Questo lavoro unisce queste due cose e penso che i nostri risultati siano davvero entusiasmanti”, ha concluso Jones.
