Spazio

L’evanescente campo magnetico della Luna

La Luna, oggi, è priva di un suo campo magnetico globale, ma così non doveva essere nel passato.

A differenza della Terra, la Luna non possiede un campo magnetico globale. Già le missioni Apollo avevano permesso di rilevare nei campioni di rocce lunari una magnetizzazione residua che dimostrava che in passato anche il nostro satellite ne possedeva uno. Un passato molto remoto, che viene collocato indicativamente tra poco più di 4 e circa 3,5 miliardi di anni fa.

Svelato il mistero del campo magnetico lunare. Tuttavia, l’origine, l’intensità e la durata di questo campo sono assai incerti. Cosa abbia generato il magnetismo sulla Luna è tuttora argomento di dibattito. Una sorta di dinamo presente nel suo nucleo metallico fluido, in analogia a quello che succede sulla Terra e su altri pianeti?

Oppure campi magnetici esterni alla Luna stessa? Capire in particolare se la Luna abbia avuto o meno in passato un generatore intrinseco di magnetismo sarebbe importante anche per altri aspetti, come lo studio della sua formazione ed evoluzione e, più in generale, la fisica della formazione dei campi magnetici planetari.

Su questo argomento la rivista Science ha pubblicato recentemente un articolo in cui due ricercatori statunitensi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e dell’Università della California (Berkeley) fanno il punto della situazione.

Grazie a una lunga serie di analisi in laboratorio dei campioni di rocce lunari riportati a terra dagli astronauti delle missioni Apollo, e alle misure in situ del campo magnetico attuale, condotte grazie alla missione Lunar Prospector, è stato possibile confermare che deve essere realmente esistito in epoche remote un campo magnetico generato nel nucleo, tra almeno 4 e 3,5 miliardi di anni fa, con un’intensità comparabile a quella del campo magnetico sulla superficie terrestre.

Valore che poi ha iniziato a diminuire, fino a ridursi di almeno dieci volte dopo circa 3.3 miliardi di anni per poi svanire. Era alimentato da una geodinamo primordiale, simile a quella della Terra e di altri pianeti del Sistema Solare, quali Giove o Marte, oppure di corpi minori, come Vesta, uno dei principali asteroidi della Fascia Principale. Solo una geodinamo può avere assicurato una simile intensità e durata.

Il campo magnetico della Luna come risulta dalle misure effettuate dalla sonda della NASA Lunar Prospector. A sinistra la faccia visibile, a destra quella nascosta. La scala colorata in basso indica l’intensità del campo magnetico in nanoTesla (nT). © NASA

Una dinamo primordiale. I risultati di questo studio dimostrano ancora una volta come il meccanismo della dinamo interna sia molto diffuso tra i corpi del Sistema Solare .

La presenza di una dinamo è molto importante perché permette di capire se il corpo (in questo caso la Luna) si sia differenziato o meno, ossia se abbia una struttura stratificata con elementi via via meno pesanti dal centro verso la superficie (essenzialmente composta da nucleo, mantello e crosta), così come accaduto per la Terra.

Per avere una dinamo, infatti, c’è bisogno innanzitutto di un nucleo metallico (ferro-nickel) che si forma durante il processo di differenziazione (i materiali “ferrosi” tendono ad aggregarsi verso il centro del corpo). Ma non basta. Il nucleo, infatti, deve soddisfare anche determinati requisiti per far sì che si sviluppi una dinamo. In maniera grossolana, potremmo riassumere dicendo che deve essere fluido, conduttivo e deve ruotare.

Per i due ricercatori, la conferma di una dinamo primordiale attiva nel nucleo della Luna, che ha prodotto un campo magnetico così intenso e prolungato, è un risultato sorprendente. Nel prossimo futuro sarà necessario ottenere misure ancora più accurate dalle rocce, insieme allo sviluppo di modelli teorici più raffinati, per ricostruire con maggior precisione la storia interna del nostro satellite, e quindi del suo antico magnetismo. Sappiamo infatti che il campo magnetico della Luna è diminuito improvvisamente tra 3,56 e 3,3 miliardi di anni fa, ma non sappiamo ancora quando la dinamo si sia fermata.

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15 dicembre 2014 Mario Di Martino
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