Alcuni depositi lunari sono stranamente abbondanti di titanio, con TiO2 che costituisce fino al 18 percento di alcuni campioni in peso. Questo fatto ha incuriosito sia i futuri minatori che gli scienziati planetari per oltre 50 anni, poiché non sono stati in grado di spiegare come queste rocce si siano formate e come siano arrivate sulla superficie lunare. Ora sembra che il mistero sia stato risolto.
Quando gli astronauti dell’Apollo tornarono dalla Luna con 380 chilogrammi (840 libbre) di rocce, alcuni campioni erano familiari ai geologi, mentre altri richiedevano condizioni ultraterrene per essere prodotti. Tuttavia, alcune sostanze lunari sfidavano spiegazioni ovvie. Ad esempio, i basalti vulcanici che compongono i “mari” lunari si sono rivelati molto diversi nella composizione rispetto ai loro equivalenti terrestri, con una differenza di concentrazione di titanio di cento volte.
Finora, il basalto ad alto contenuto di titanio è rimasto un mistero. La mappatura dall’orbita ha rivelato che queste rocce erano abbastanza diffuse, aumentando il puzzle.
Ora, un team guidato dal professor Tim Elliott dell’Università di Bristol è riuscito a ricreare il basalto misterioso in laboratorio, fornendo una spiegazione su come potrebbe essersi formato sulla Luna.
“L’origine delle rocce vulcaniche lunari è una storia affascinante che coinvolge un accumulo instabile di cristalli a scala planetaria creato dal raffreddamento di un oceano di magma primordiale”, ha detto Elliott. “Centrale per limitare questa storia epica è la presenza di un tipo di magma unico alla Luna, ma spiegare come tali magmi potessero anche arrivare in superficie, per essere campionati dalle missioni spaziali, è stato un problema difficile. È fantastico aver risolto questo dilemma.”
Il problema non era solo che il basalto è ricco di titanio, ma anche la sua bassa densità rispetto alle rocce simili sulla Terra. Questa leggerezza ha contribuito a eruzioni diffuse 3,5 miliardi di anni fa, prima che la Luna smettesse di essere attiva dal punto di vista vulcanico. Tuttavia, i geologi avevano difficoltà a spiegare come questa composizione si fosse formata e perché solo sulla Luna.
Alcuni geologi hanno suggerito che i basalti ricchi di titanio provenissero da materiali nel mantello lunare noti come cumulati a base di ilmenite. Tuttavia, i cumulati parzialmente fusi in laboratorio non corrispondono ai basalti in questione. Inoltre, il prodotto è così denso che è considerato improbabile che potesse raggiungere la superficie.
Ora, Elliott e i suoi colleghi hanno dimostrato che quando i cumulati a base di ilmenite reagiscono con il minerale comune olivina e ortopirosseno, il prodotto fuso corrisponde ai basalti ricchi di titanio che hanno sfidato la spiegazione. La corrispondenza si estende anche alla bassa densità, rendendo sensibili le eruzioni diffuse.
“Sebbene questo modello non replichi completamente l’interazione tra fusione e solidificazione lunare, suggeriamo che i magmi ricchi di titanio eruttati sulla superficie della Luna possano derivare dalla fusione parziale di cumulati a base di ilmenite, ma i magmi subiscono una modifica estensiva della loro composizione elementare e isotopica attraverso il flusso reattivo nel mantello lunare”, scrivono Elliott e coautori. “Il flusso reattivo potrebbe quindi essere il processo critico che diminuisce la densità del magmo e consente ai magmi ad alto contenuto di Ti di eruttare sulla superficie lunare.”
Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Geoscience.
