Tracce di acqua in campioni di rocce lunari

LunaC’è acqua anche sulla Luna. Le molecole d’acqua sono intrappolate in alcune rocce vetrose di origine vulcanica raccolte dagli astronauti durante le missioni lunari Apollo 15 e Apollo 17 tra il 1971 e il 1972. I campioni, prelevati nella zona degli Appennini-Hadley e nell’area Taurus-Littrow, sono stati ampiamente studiati in questi decenni ma fino ad ora nessuno strumento era stato in grado di trovare tracce di acqua, perciò l’unica conclusione possibile è che non ci fosse acqua sulla Luna.

Invece, grazie ad un nuovo spettrometro di massa, Alberto Saal, geologo della Brown University di Providence (USA) in collaborazione con il Carnegie Institution of Science e della Case Western Riserve University, è riuscito a individuare per la prima volta tracce di acqua: le sfere rocciose di appena 0,2 mm di diametro ne contengono 46 ppm.
Pare poca cosa rispetto alle 500 – 1000 ppm presenti nelle rocce terrestri, ma il risultato è significativo perché permetterà di formulare ipotesi più corrette sull’origine della Luna.

L’ipotesi più diffusa attualmente è che il nostro satellite naturale si sia formato negli ultimi stadi di sviluppo del Sistema Solare, circa 4,5 miliardi di anni fa, a partire da detriti di origine terrestre dopo la collisione del nostro pianeta con un grosso planetesimo.
A quel tempo la Terra aveva già differenziato un nucleo pesante di ferro e nichel sovrastato da un ampio strato silicatico. L’impatto provocò la fusione parziale della crosta terrestre e del mantello e la fusione pressoché totale del planetesimo: parte del materiale silicatico fuso si staccò ed entrò in orbita con la Terra andando a formare la Luna mentre il nucleo del planetesimo si fuse quasi totalmente con quello terrestre. La Terra ha infatti un nucleo molto grande in rapporto al materiale silicatico, rispetto agli altri pianeti terrestri mentre il nucleo della Luna è piccolo e non risulta più attivo.

L’impatto tra la Terra e il planetesimo generò elevate temperature che avrebbero dovuto provocare l’evaporazione e la dispersione nello spazio di tutta l’acqua presente nel materiale che si stava aggregando per formare il nostro satellite.
Evidentemente non tutta l’acqua venne persa.
Lo studio, pubblicato su Nature, evidenzia la presenza di composti volatili e di acqua intrappolati all’interno dei frammenti di roccia lunare. La scoperta è stata permessa dall’utilizzo di una nuova tecnica spettrometrica (messa a punto da Erik Hauri in collaborazione con la società francese Cameca) che consente di rilevare fino a 5 ppm abbassando notevolmente il limite di sensibilità precedente: 50 ppm.

I ricercatori escludono che i risultati ottenuti possano derivare da contaminazioni o da depositi successivi alla genesi lunare perché le rocce analizzate sono di origine vulcanica (provengono quindi dall’interno del satellite e sono emerse in seguito ad eruzioni) e l’acqua è stata trovata nella matrice interna dei campioni, lontano dalla superficie esterna.

I ricercatori hanno stimato che, 3 miliardi di anni fa, al momento delle eruzioni, la concentrazione di acqua nel magma dovesse essere di ben 750 ppm suggerendo l’ipotesi che all’interno della Luna ci potesse essere tanta acqua quanto nello strato superiore del mantello terrestre. Poichè la gravità lunare è molto debole, è stato ipotizzato che il vapore acqueo emesso nelle eruzioni si sia disperso nello spazio, ma potrebbe anche essersi concentrato ai poli sotto forma di ghiaccio.

La presenza di acqua ai poli lunari era già stata ipotizzata grazie alle sonde americane Clementine e Lunar Prospector che hanno fornito prove indirette di ghiaccio d’acqua in quelle aree. Nuove informazioni potrebbero essere fornite dalla missione della sonda Lcross della Nasa prevista per l’anno prossimo.
Bisogna comunque pensare che le temperature del suolo lunare sono incompatibili con la formazione di ghiaccio, infatti, passano da valori di oltre +150°C di giorno a meno di –150°C durante la notte. Perciò l’eventuale ghiaccio d’acqua presente si potrebbe trovare in luoghi protetti e riparati come ad esempio in crateri molto profondi o nel sottosuolo.

La Luna

E’ l’unico satellite naturale della Terra ed è il primo satellite che si incontra procedendo dal Sole verso l’esterno del Sistema Solare.
La Luna è un astro privo di luce propria, ha una massa di un ottantesimo di quella terrestre e un diametro di 3.476 Km, pari cioè a poco più di un terzo di quello terrestre.
E’ quindi un satellite di grandi dimensioni, soprattutto in rapporto al suo pianeta.

La distanza della Luna dalla Terra, attorno alla quale percorre un’orbita moderatamente ellittica inclinata di 5° rispetto al piano dell’eclittica, si calcola in media di 384.400 Km.

La gravità lunare è pari a circa un sesto di quella terrestre, questo determina l’assenza di atmosfera (anche se un’atmosfera estremamente rarefatta è stata scoperta nel 1988 ed è costituita da vapori di sodio e potassio), la superficie presenta numerosi crateri dovuti all’impatto di meteoriti e di asteroidi oltre a segni di una passata attività vulcanica. I crateri rimangono presenti e ben visibili sia a causa dell’assenza di attività interna del pianeta, sia a causa dell’assenza di forme di vita che possano svolgere un’azione coprente e rimodellante del suolo.
La mancanza di atmosfera fa si che non ci siano né aurore né tramonti con un passaggio istantaneo dal giorno alla notte e temperature che variano da oltre +150°C di giorno a –150°C la notte.

La Luna è soggetta a tre movimenti:
Rotazione
attorno al proprio asse da Est a Ovest in 27 giorni, 7 ore e 43 minuti pari a quello della sua rivoluzione attorno alla Terra, ecco perché la Luna ci mostra sempre lo stesso emisfero.
Rivoluzione siderea attorno alla Terra (mese sidereo) che non corrisponde al mese lunare che osserviamo dalla Terra. Il mese lunare dura 29 giorni, 12 ore e 44 minuti perché mentre la Luna ruota attorno alla Terra anche il sistema Luna-Terra si sposta lungo la sua orbita attorno al Sole ed è questa la traslazione, il terzo movimento del nostro satellite.