L'acqua nativa della Luna: riscritta la storia della sua formazione

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Credit: NASA/Johnson Space Center

Tracce di acqua sono state individuate all'interno della struttura cristallina dei campioni di rocce raccolti sugli altipiani lunari durante le missioni Apollo negli anni '70.

Questi, i risultati della ricerca condotta presso l'Università di Michigan dal team guidato da Hejiu Hui dell'Università di Notre Dame, pubblicato sulla rivista Nature Geoscience il 17 febbraio, intitolato "Water in lunar anorthosites and evidence for a wet early Moon".

I nuovi dati dimostrerebbero che sulla Luna ci sono tracce di acqua "nativa".

Gli altipiani lunari sono le zone più chiare della superficie del nostro satellite e rappresentano la sua crosta originaria: coprono l'80% della superficie della Luna e forse si estendono anche sotto i mari. Si sono formati da un oceano di magma cristallizzato.

Le nuove scoperte indicano quindi, che la Luna conteneva acqua già durante la sua formazione e sembrano contraddire la teoria più diffusa che la Luna si sarebbe formata dai detriti generati da un gigantesco impatto di almeno 4,5 miliardi di anni fa, tra la Terra e un altro corpo planetario delle dimensioni di Marte.

Su questa base si è ritenuto finora che l’acqua presente nelle rocce lunari avesse una provenienza esterna, portata da impatti di meteoriti o comete, o generata dal vento solare.

"Dato che queste sono le rocce più antiche della Luna, se ne deduce che l'acqua doveva essere sulla Luna quando si sono formate", ha detto Youxue Zhang, del Department of Geological Science dell'Università di Michigan.

"Questo è un po' difficile da spiegare con il corrente modello di formazione lunare, in base al quale la Luna si è formata attraverso la raccolta di materiale caldo espulso proveniente da un impatto super-gigante di un corpo delle dimensioni di Marte con la proto-Terra"

"Il base a tale modello, il materiale caldo espulso sarebbe dovuto degassare quasi completamente, eliminando tutta l'acqua".

Nel corso degli ultimi cinque anni, osservazioni spaziali e nuove misurazioni di laboratorio sui campioni lunari raccolti durante le missioni Apollo hanno annullato la vecchia credenza che la luna fosse arida e asciutta.

Le spiegazioni suggerite finora per l'origine dell'acqua, secondo il team dello studio, non sono compatibili con la quantità d'acqua presente nei campioni delle rocce lunari dell'Apollo.

L'acqua trovata dal team è in profondità nelle rocce mentre l'acqua generata dal vento solare, sarebbe più superficiale. Un impatto di un asteroide, invece, potrebbe spingere l'idrogeno più in profondità ma l'acqua non sarebbe così incontaminata come quella osservata dai ricercatori nei campioni, in quanto il calore generato dall'impatto avrebbe sciolto e miscelato altre sostanze.

I ricercatori hanno sondato diversi campioni delle missioni Apollo tra cui la famosa "Genesis Rock", così chiamata per la sua datazione risalente a 4,5 miliardi di anni fa, allo stesso periodo in cui si pensa si sia formata la Luna.

Usando uno spettrometro a raggi infrarossi, i ricercatori vi hanno trovato acqua così come in tutti i campioni provenienti dalle missioni Apollo 15, 16 e 17 e questo indica che l'acqua era presente in tutti i siti di atterraggio.

E' chiaro che con il termine "acqua", i ricercatori non indicano acqua allo stato liquido ma idrossile.

Nei grani di plagioclasio il team ha rilevato 6 parti per milione di acqua e, sulla base delle misurazioni, è stato stimato che l'oceano di magma della Luna primitiva poteva contenere fino a 320 parti per milione di acqua. Una volta cristallizzato, i residui restanti avrebbero potuto contenere fino all'1,4% d'acqua. 

Le quantità esatte di acqua presente in queste rocce, tuttavia, potrebbero variare con misurazioni future, a seconda di come verranno calibrati gli strumenti.

Le analisi del passato, invece, non avevano dato questi risultati a causa di un'inferiore sensibilità della strumentazione utilizzata.

Trovare acqua nella crosta lunare potrebbe implicare che la Luna ha impiegato più tempo a cristallizzare di quanto si pensasse.

Hui ha deciso di analizzare nuovamente le rocce lunari a seguito dei risultati scientifici di questi ultimi anni che testimonierebbero con certezza, la presenza di acqua sul nostro satellite.

Nel 1996, la sonda della NASA Clementine trovò prove di ghiaccio d'acqua scansionando la superficie lunare con un radar ma osservazioni successive effettuate con il radiotelescopio di Arecibo a Puerto Rico, suggerirono che i punti in cui si trovava il ghiaccio erano troppo illuminati dal Sole affinché il ghiaccio stesso si potesse mantenere sulla superficie.

Il NASA Lunar Prospector trovò possibile acqua nel 1998 in entrambi i poli della Luna ma lo strumento poteva solo rilevare la presenza di idrogeno e non di altri elementi.

Ma ecco che nel 2008 iniziò a cambiare qualcosa: con una nuova analisi dei campioni lunari fu trovato idrogeno nei vetri vulcanici lunari.

A partire da settembre 2009, tre veicoli spaziali in orbita intorno alla Luna trovarono le "prove inequivocabili" di acqua sulla superficie: la sonda Indiana Chandrayaan-1, la sonda della NASA Cassini e la missione Deep Impact indicarono la presenza di acqua o ossidrile.

Solo due mesi più tardi, nel novembre 2009, gli scienziati della missione Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) annunciarono che la sonda aveva trovato grandi depositi di ghiaccio al polo sud della Luna.

Sulla base di questi ed altri più recenti risultati, si pensa che missioni umane a lungo termine potrebbero vivere grazie alle riserve d'acqua presenti sulla Luna.