Un nuovo studio mette in discussione l’ipotesi ampiamente accettata che la Luna sia il prodotto di materiale lanciato quando un oggetto noto come Theia si è schiantato contro la proto-Terra. In passato, questa spiegazione era solo una tra molte su perché la Terra abbia un compagno relativamente grande, ma nel tempo l’ipotesi Theia è diventata così predominante che molti scienziati planetari la considerano un dato di fatto. Tuttavia, confronti della composizione dei due corpi sollevano dubbi su questa teoria e suggeriscono che la Luna potrebbe essere della stessa età della Terra, anziché più giovane di qualche centinaio di milioni di anni.
Quando iniziammo a esplorare il Sistema Solare, il rapporto Terra-Luna era così unico che richiedeva spiegazioni dettagliate. La Terra, il pianeta più simile alla Terra, non aveva una luna (Zoozve a parte), e le piccole lune marziane non erano paragonabili. Anche le lune più grandi nel sistema solare esterno orbitavano attorno a pianeti molto più massicci della Terra, rendendo i loro satelliti relativamente insignificanti. La presenza di un compagno così grande e vicino alla Terra è straordinaria, soprattutto se si esclude Plutone come pianeta. Questa questione è ritenuta cruciale poiché esiste un’argomentazione convincente che suggerisce che senza una luna grande come la nostra, la Terra sarebbe stata inabitabile, almeno per la vita complessa sulla terraferma. Comprendere come abbiamo ottenuto la nostra luna e quali sono le probabilità per gli altri pianeti di avere una simile diventa quindi di fondamentale importanza.
Se la Luna si fosse formata a seguito di un impatto significativo, ci aspetteremmo che gli isotopi presenti avessero abbondanze simili a quelli presenti nella crosta terrestre, seppur con alcune differenze. Si presume che Theia si sia formato in una regione diversa del Sistema Solare, portando a una diversa distribuzione isotopica rispetto alla Terra. Entrambi i corpi, Terra e Luna, avrebbero ereditato parte di questo materiale non terrestre, ma in proporzioni diverse, rendendo i due corpi leggermente diversi.
Secondo il Professor Paolo Sossi dell’ETH Zurigo e i suoi collaboratori, i due corpi mostrano una sorprendente somiglianza, ad eccezione di alcuni elementi per i quali l’assenza sulla Luna ha una spiegazione plausibile. In particolare, i campioni di ossigeno, cromo e titanio presentano gli stessi rapporti isotopici del mantello terrestre. Una delle differenze significative tra i due mondi è la quantità di ferro, che sembra essere meno presente sulla Luna (7,5 percento in peso rispetto al 33 percento sulla Terra). Gli scienziati planetari hanno cercato di spiegare questa combinazione di somiglianze e differenze nell’ambito dell’ipotesi Theia, ma gli autori sostengono che nessuno dei modelli proposti riesce a spiegare completamente tutti i dati raccolti.
Gli autori hanno analizzato l’abbondanza di 70 elementi nelle rocce lunari confrontandola con la presenza nello strato terrestre. Hanno notato una mancanza di elementi che tendono a vaporizzarsi più facilmente rispetto al litio, suggerendo che la Luna si sia formata dallo stesso materiale della Terra ma che alcuni elementi siano sfuggiti a causa della minore gravità lunare. Gli elementi che richiedono temperature superiori a 1.130° C per vaporizzarsi sono stati lasciati indietro in quantità simili. In questa prospettiva, sia la Terra che la Luna hanno visto alcuni elementi migrare nel nucleo, impoverendo il mantello e la crosta. Il nucleo lunare, che ha un diametro di circa 600 chilometri, è notevolmente più piccolo rispetto a quello terrestre, il che spiega alcune delle altre differenze osservate.
Una possibile spiegazione per la somiglianza tra Terra e Luna potrebbe essere che Theia abbia colpito la Terra in modo così violento da mescolare completamente i due corpi, portando a una distribuzione uniforme degli elementi. Tuttavia, questa teoria non sembra adattarsi alle nostre conoscenze su cosa accade quando un oggetto delle dimensioni di un pianeta colpisce un corpo dieci volte più grande.
Come alternativa, Sossi suggerisce che la Luna e la Terra si siano formate indipendentemente ma da materiale situato alla stessa distanza dal Sole. Tuttavia, non è chiaro come ciò sia possibile, poiché il materiale di origine dei due corpi dovrebbe essere stato molto simile. Se la Luna fosse stata un oggetto catturato che si era formato più vicino o più lontano dal Sole, ci si aspetterebbe una composizione molto diversa.
È interessante notare che, sebbene le prove presentate sollevino interrogativi sulla teoria di Theia, non spiegano appieno i motivi che hanno portato questa ipotesi a diventare così diffusa. Tra questi vi sono la velocità angolare del sistema, che sarebbe coerente con un impatto di Theia, e la stretta correlazione tra il piano orbitale della Luna attorno alla Terra e quello della Terra attorno al Sole. Inoltre, il lavoro non affronta altre evidenze a sostegno di Theia o eventuali anomalie presenti nella crosta terrestre. Alcune alternative all’ipotesi Theia sono state proposte nel corso del tempo, come ad esempio l’idea che l’anello di materiale che ha dato origine alla Luna potesse provenire da una serie di impatti più piccoli. Tuttavia, fino a oggi nessuna di queste alternative ha convinto la maggior parte degli scienziati specializzati nello studio della Luna.
Una volta che gli esseri umani stabiliranno una presenza più stabile sulla Luna, una delle prime azioni sarà quella di esplorare in profondità, andando oltre quanto fatto dalle missioni Apollo. Questo potrebbe fornire risposte alle domande sollevate da Sossi e colleghi, o confermare le loro ipotesi. Lo studio sarà pubblicato nel Trattato di Geochemica e una versione preliminare è già disponibile su ArXiv.org. [H/T Anton Petrov]
