Origine della Luna e l’enigma del tungsteno
Formazione della Luna
Secondo l’ipotesi dell’impatto gigante ampiamente accettata, la Luna si formò circa 4,5 miliardi di anni fa quando un corpo delle dimensioni di Marte chiamato Theia entrò in collisione con la Terra. Simulazioni e analisi delle rocce lunari suggeriscono che la Luna è composta principalmente da materiale proveniente dal mantello di Theia, che è simile nella composizione al mantello terrestre.
Composizione chimica della Luna
Tuttavia, i pianeti in genere hanno composizioni chimiche distinte. Se Theia si fosse formata lontano dalla Terra, la sua composizione avrebbe dovuto essere diversa e la composizione della Luna non dovrebbe assomigliare al mantello terrestre.
L’enigma del tungsteno
Un elemento che complica la storia dell’origine della Luna è il tungsteno. Il tungsteno è un elemento siderofilo che tende ad affondare verso i nuclei dei pianeti. Pertanto, la Luna e la Terra dovrebbero avere quantità molto diverse di tungsteno, poiché il mantello ricco di tungsteno di Theia sarebbe stato incorporato nella Luna durante l’impatto.
Similarità isotopiche
Due studi indipendenti hanno esaminato il rapporto tra due isotopi del tungsteno nelle rocce lunari e nei campioni terrestri. Hanno scoperto che le rocce lunari hanno un po’ più di tungsteno-182 rispetto alla Terra, una scoperta intrigante perché il tungsteno-182 è prodotto dal decadimento radioattivo dell’afnio-182, che ha una breve emivita.
L’ipotesi del rivestimento tardivo
La soluzione più semplice all’enigma del tungsteno è l’ipotesi del rivestimento tardivo. Questa ipotesi suggerisce che la Terra e la proto-Luna inizialmente avevano rapporti isotopici del tungsteno simili. Tuttavia, la Terra, essendo più grande e più massiccia, ha continuato ad attrarre planetesimi dopo l’impatto, aggiungendo nuovo materiale al suo mantello. Questo rivestimento tardivo avrebbe avuto più tungsteno-184 rispetto al tungsteno-182, mentre la Luna avrebbe mantenuto il rapporto dell’impatto.
Prove di un rivestimento tardivo
L’ipotesi del rivestimento tardivo è supportata dal fatto che la Terra ha più elementi siderofili (elementi che amano il ferro) nel suo mantello di quanto previsto. Questi elementi avrebbero dovuto affondare nel nucleo, ma devono essere stati portati sulla Terra dopo la formazione del nucleo dagli impatti dei meteoriti.
Similarità dei rapporti isotopici del tungsteno
Affinché la proto-Luna corrisponda al rapporto del tungsteno della Terra, Theia e la Terra devono essere iniziate con abbondanze di tungsteno molto simili. Risolvere questo enigma richiederà ulteriori studi planetari, ma la storia dell’origine lunare sta diventando più chiara.
Ruolo dei planetesimi nella formazione lunare
Le simulazioni hanno dimostrato che è più probabile che grandi impatti avvengano tra corpi che si sono formati vicini tra loro e quindi hanno composizioni simili. Ciò supporta l’idea che Theia si sia formata relativamente vicino alla Terra.
Planetesimi e rivestimento tardivo
I planetesimi hanno continuato a bombardare il giovane sistema solare dopo la formazione della Luna. La Terra raccolse più di questo materiale di rivestimento tardivo rispetto alla Luna, contribuendo ulteriormente alle differenze nelle loro composizioni.
