Trovare acqua sulla Luna potrebbe essere solo questione di rilevare le vibrazioni giuste. Un nuovo studio, condotto da geologi dell’Università del Maryland, del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell’Università delle Hawaii, dimostra che le onde sismiche – lo stesso tipo di vibrazioni misurate durante i terremoti – potrebbero essere utilizzate per localizzare e mappare il ghiaccio sepolto sotto la superficie lunare. I risultati, pubblicati sulla rivista Science Advances, arrivano in un momento cruciale. Il programma Artemis della NASA punta alla regione del polo sud lunare per gli allunaggi con equipaggio nel 2028, e il ghiaccio d’acqua nascosto nelle profonde e gelide ombre dei crateri polari è considerato una delle risorse più preziose che un astronauta possa trovare. Sciolto e purificato, il ghiaccio può diventare acqua potabile. Scisso con l’elettricità, il ghiaccio produce ossigeno per respirare e idrogeno per il carburante dei razzi, il che significa che trovare una fonte costante di ghiaccio lunare potrebbe ridurre drasticamente la quantità di risorse che le future missioni dovranno trasportare dalla Terra.
“È fondamentale identificare sulla Luna qualsiasi materiale che un astronauta possa utilizzare durante la sua permanenza lassù“, ha affermato Nicholas Schmerr, professore associato presso il Dipartimento di Scienze Geologiche, Ambientali e Planetarie dell’Università del Maryland e coautore dello studio. “Dato che saranno limitati dalle poche risorse portate dalla Terra, qualsiasi cosa trovino sulla Luna li aiuterà a sopravvivere sfruttando le risorse locali, soprattutto per missioni o avamposti di lunga durata“.
Al momento, nessuno sa con precisione quanto ghiaccio ci sia sulla Luna o dove si trovi. I satelliti possono scansionare la superficie lunare dall’orbita, ma possono vedere solo lo strato superficiale del suolo. Depositi di ghiaccio d’acqua potrebbero trovarsi molto più in profondità, ed è qui che entra in gioco questa nuova ricerca.
Lo studio
L’idea alla base del lavoro del team era semplice: il terreno ghiacciato e il terreno asciutto si comportano in modo molto diverso quando vengono attraversati da un’onda sismica. Il ghiaccio irrigidisce qualsiasi cosa in cui sia mescolato, facendo sì che le vibrazioni si propaghino da due a tre volte più velocemente rispetto a quanto farebbero attraverso il terreno asciutto. Le zone ricche di ghiaccio possono anche far sì che l’energia sismica rimbalzi invece di attraversarle, in modo simile a come i suoni possono echeggiare contro un muro. Schmerr ha osservato che un sismometro posizionato strategicamente sulla Luna sarebbe in grado di rilevare questi effetti. “Possiamo usare le onde sismiche non solo per verificare la presenza di ghiaccio, ma anche per stimarne approssimativamente la quantità“, ha spiegato.
Per testare le loro teorie, i ricercatori hanno adottato tre approcci. L’autore principale dello studio, Harrison Lisabeth, fisico delle rocce presso il Lawrence Berkeley National Laboratory ed ex allievo dell’Università del Maryland, ha congelato una roccia vulcanica proveniente dall’Arizona che, una volta frantumata, simula fedelmente la polvere lunare. Ha quindi utilizzato i raggi X per studiare come il ghiaccio si deposita nei minuscoli interstizi tra i granelli di terreno.
Il coautore Matthew Siegler, dell’Università delle Hawaii, ha modellato mappe dettagliate della temperatura della regione del polo sud della Luna, identificando quali crateri sono rimasti sufficientemente freddi da preservare il ghiaccio per miliardi di anni. All’Università del Maryland, Schmerr ha eseguito simulazioni al computer di piccoli terremoti lunari che si propagavano e interagivano con il ghiaccio lunare sotterraneo. In tutti i casi, il ghiaccio ha lasciato tracce chiare e misurabili sui dati sismici.
L’importanza del ghiaccio lunare
Oltre al suo valore pratico per gli astronauti, il ghiaccio lunare ha anche un’importanza scientifica. I crateri in ombra della Luna possono congelare e intrappolare sostanze volatili come il ghiaccio d’acqua, preservandole indisturbate per lunghi periodi di tempo. Inoltre, poiché le rocce lunari risalgono a circa 4 miliardi di anni fa, lo studio di questo ghiaccio potrebbe rivelare come l’acqua sia arrivata nel Sistema Solare primordiale. “La Luna è stata testimone di alcune delle fasi più cruciali del Sistema Solare primordiale, incluso il modo in cui l’acqua è arrivata”, ha affermato Schmerr. “Studiare il ghiaccio depositato lì potrebbe rivelare come l’acqua si è diffusa e, in definitiva, come si sono formati gli oceani della Terra”.
Le missioni in arrivo
I ricercatori non dovranno aspettare a lungo per mettere alla prova le loro previsioni. La missione cinese Chang’e-7, che trasporterà un sismometro, dovrebbe atterrare vicino al cratere Shackleton alla fine del 2026, e nelle sue vicinanze si trovano numerosi depositi di ghiaccio sospetti. Nel 2028, gli astronauti della missione Artemis della NASA potrebbero dispiegare la Lunar Environmental Monitoring Station, uno strumento che Schmerr ha contribuito a sviluppare per l’esplorazione sismica. “Le nostre scoperte stanno gettando le basi per un’osservazione che otterremo nei prossimi due anni”, ha affermato Schmerr. “Nessuno ha ancora misurato fisicamente il ghiaccio sulla Luna, ma ora abbiamo una previsione su cosa cercare. Questo è un primo passo importante”.