Due ipotesi discordanti tentano di spiegare perché Terra e Luna sono simili

La Luna e la Terra sono "troppo" simili tra loro, e non ci sono altre situazioni analoghe nel Sistema Solare. Due ipotesi discordanti tentano di spiegare questa anomalia.

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Circa 150 milioni di anni dopo l'inizio della formazione del Sistema Solare un oggetto grande come Marte colpì la Terra. Dall'impatto si formò il materiale che poi diede origine alla Luna. | Hagai Perets

Su un punto tutte le ricerche che riguardano la nascita della Luna sono concordi: dopo circa 150 milioni di anni dall’inizio della formazione del Sistema Solare, il nostro pianeta, ancora in fase di formazione, venne colpito da un gigantesco proto-pianeta. Theia, questo il nome dato all'oggetto che colpì la Terra, aveva dimensioni più o meno simili a Marte. Dalla catastrofe il nostro pianeta uscì con tante cicatrici e un’enorme quantità di polveri che in parte ricaddero sulla Terra stessa e in parte si aggregarono a dare vita alla Luna.

 

La Terra sull'orizzonte lunare, fotografata da Apollo 8. I due corpi celesti sono molto simili, troppo per spiegare facilmente la loro nascita. | Nasa

Troppo uguali. La storia sembra stare in piedi per tanti motivi, ma ci sono aspetti difficili da spiegare: in particolare, gli elementi chimici che compongono la Luna sono troppo simili a quelli terrestri.

 

I planetologi avevano ipotizzato che poiché Theia si sarebbe dovuto disintegrare nell’impatto, e che ciò che restava sarebbe andato a formare la Luna, i rapporti isotopici dei vari elementi (gli isotopi sono atomi con medesimo numero di protoni e quindi hanno nome identico, ma diverso numero di neutroni) presenti sulla Luna dovevano essere diversi da quelli sulla Terra. Un'ipotesi basata sul fatto che tra i corpi del Sistema Solare non ci sono, oggi, altri oggetti con rapporti isotopici identici o molto simili tra loro.

 

Questa incongruenza è stata presa in esame da due lavori usciti contemporaneamente, i quali giungono però a conclusioni differenti.

 

1: scontro tra corpi identici. Il primo studio arriva da ricercatori israeliani e francesi, che hanno realizzato modelli molto elaborati della nascita del Sistema Solare. «Quello che abbiamo scoperto», spiega Hagai Perets, del Technion-Israel Institute of Technology, «è sorprendente. Ci risulta infatti che durante i primi milioni di anni dalla nascita del Sistema Solare molti dei pianeti in formazione dovevano essere molto simili tra loro e i nostri modelli suggeriscono che esiste almeno il 20% di probabilità che con la Terra abbia impattato proprio un oggetto simile a essa.»

 

Un campione lunare riportato dagli uomini di Apollo 16 rapporti isotopici simili a quelli sulla Terra. Una vera anomalia per il Sistema Solare, difficile da spiegare. | Nasa

Le piccole differenze riscontrate per alcuni isotopi, e in particolare per il tungsteno, sarebbero da imputare alla fase successiva, ossia al momento in cui il materiale che ruotava attorno ai due corpi precipitò su di essi formando una specie di coperta. La diversa gravità deve aver portato a piccole variazioni di contenuti riscontrati nelle rocce.

 

2: scontro tra corpi diversi. Il secondo modello, elaborato dai ricercatori dell’Università del Maryland, è partito invece dal presupposto che Theia e Terra dovevano essere molto diversi dal punto di vista isotopico. Per spiegare l'odierna similitudine i ricercatori americani ipotizzano che i materiali derivati dallo scontro tra i due corpi si mescolarono profondamente prima di dare origine al processo di aggregazione e raffreddamento della Luna. Le piccole differenze trovate nei rapporti isotopici di alcuni elementi sarebbero da imputare alla ricaduta del materiale poverizzato sulla Luna e sulla Terra in quantità diverse.

 

Chi ha ragione? Con i dati di cui disponiamo oggi è impossibile sostenere dove sta la ragione. Forse analisi ancora più approfondite delle rocce lunari riportate sulla Terra dalle varie missioni lunari, e un nuovo programma di esplorazione del nostro satellite, potranno dare ragione all’una o all’altra ipotesi, o forse trovarne una terza che oggi non riusciamo neppure a immaginare.

 

9 aprile 2015 | Luigi Bignami