Sulla Luna si forma acqua

Ma probabilmente la teoria del vento solare è già sorpassata

di Mattia Luca Mazzucchelli

E’ uno dei temi scientifici che più interessa e stuzzica la fantasia dell’opinione pubblica: la presenza di vita su altri pianeti nell’universo. In molti, magari dopo aver visto un film di fantascienza nel quale milioni di alieni invadono la Terra o milioni di uomini invadono altri pianeti, si pongono alcune domande. Nell’universo esisteranno altre forme di vita? Un giorno sarà possibile per l’uomo colonizzare altri mondi? La risposta ancora non c’è, ma un primo passo verso la soluzione sta nella scoperta di acqua extraterrestre, sostanza essenziale per la vita così come la conosciamo. Ed è il corpo celeste più vicino a noi, la Luna, che di recente ha mostrato la presenza di molecole di acqua sulla propria superficie.

Il suolo lunare è stato analizzato tramite l’analisi spettroscopica infrarossa da tre strumenti spaziali indipendenti su tre diverse sonde: il Moon Mineralogy Mapper su Chandrayaan-1, il Visual and Infrared Mapping Spectrometer sulla Cassini e l’High-Resolution Instrument Infrared Spectrometer sulla Deep Impact hanno rilevato molecole di H2O e ioni idrossido (-OH), cioè acqua privata di un atomo di idrogeno.

Forse dopo le notizie sulla presenza di acqua su Marte e altri pianeti la scoperta potrebbe sembrare persino una cosa banale. Di fatto è una vera novità: fin dallo sbarco umano sulla Luna, per oltre 40 anni, si è ritenuto che nella composizione del suolo lunare non fosse presente alcuna traccia di acqua. Insomma, si pensava che il nostro satellite fosse un corpo anidro.

Così, dopo le recenti rilevazioni strumentali, gli scienziati hanno iniziato in fretta e furia a proporre ipotesi per spiegare la formazione e la permanenza delle molecole sulla Luna. Ipotesi che però devono tenere conto di due stranezze. La prima è che sulla superficie lunare esistono moltissimi meccanismi in grado di allontanare o distruggere le molecole d’acqua. Infatti la Luna è priva di un’atmosfera che la possa proteggere dalle radiazioni provenienti dallo spazio o dagli impatti di meteoriti. La seconda è che dalle sonde è stata rilevata una sorta di marea durante il giorno lunare: i materiali superficiali acquistano acqua e poi la perdono e ancora la riacquistano secondo un ciclo regolare.

Protoni in viaggio. (Cortesia: F. Merlin/University of Maryland)

Per spiegare questi fenomeni è stata proposta la “teoria del vento solare”. Infatti dal Sole proviene un flusso di atomi di idrogeno privati del loro elettrone: è il vento solare. I materiali che formano il suolo lunare si trovano così bombardati da atomi di idrogeno molto energetici e perdono alcuni atomi di ossigeno, che poi si legano all’idrogeno. Ossigeno e idrogeno legati significano… acqua, appunto. Il vento solare spiegherebbe anche l’alternarsi della concentrazione di acqua sulla superficie lunare: l’acqua si può formare esclusivamente quando la zona è esposta al vento e, nel momento in cui quell’area si sposta per via della rotazione lunare, l’acqua si disperde. Tuttavia, come ogni ipotesi scientifica, anche questa deve passare la verifica sperimentale per essere accettata. Ebbene, pare che non ci sia riuscita.

Un gruppo di ricercatori dell’Università della Virginia ha riprodotto in laboratorio questo fenomeno per cercare delle conferme o delle smentite. Anzitutto ha trovato sulla Terra dei minerali del tipo di quelli presenti sulla Luna, ilmenite e anortite. Poi ha riscaldato questi campioni a circa 120 gradi centigradi per 12-24 ore per eliminare l’acqua eventualmente presente nella struttura, in modo da ricreare il più fedelmente possibile la condizione del materiale sulla Luna. Infine con apposite apparecchiature ha riprodotto il bombardamento di atomi di idrogeno che dovrebbe effettivamente originare l’acqua. Il risultato è stato sorprendente: non solo non si è formata acqua, ma l’analisi spettroscopica ha evidenziato che le pochissime molecole di acqua che avevano resistito al riscaldamento non erano sopravvissute al vento solare artificiale.

Quest’apparente fallimento della teoria del vento solare lascia perplessi molti studiosi, soprattutto chi, come Carle Pieters, della Brown University di Providence, aveva partecipato all’analisi e alla pubblicazione dei dati provenienti dalla sonda Chandrayaan-1. In effetti l’esperimento presenta un punto debole che viene sottolineato dai sostenitori dell’ipotesi del vento solare. I materiali utilizzati nella prova sono tutti di origine terrestre e, per quanto essi siano molto simili nella composizione a quelli lunari, alcuni ricercatori pensano che possano avere comportamenti diversi rispetto agli originali. Jeffrey Gillis-Davis, un geologo planetario dell’Università delle Hawaii, afferma che “questo non ha messo ancora gli ultimi chiodi sulla bara dell’ipotesi del vento solare. Il terreno lunare originale potrebbe avere un comportamento sostanzialmente diverso rispetto a quello dei cristalli testati, dato che è composto per circa il 60 per cento da vetro agglutinato”.

Da parte loro, i ricercatori dell’Università della Virginia che hanno effettuato i test in laboratorio ribadiscono per bocca di Raùl Baragiola che “il vento solare non può produrre acqua in quantità sufficiente a spiegare i risultati delle tre missioni spaziali che l’hanno osservata”. E nell’articolo su “Icarus” in cui descrivono l’esperimento affermano che i materiali utilizzati nei propri esperimenti hanno microstrutture e caratteristiche chimiche del tutto simili a quelli lunari.

Ma la scienza ha bisogno di prove che fughino ogni dubbio. Tanto più che l’acqua sulla Luna implica la possibilità di realizzare il sogno di migliaia di scienziati e amanti della fantascienza: fondare basi spaziali e magari delle colonie. Quindi è necessario capire a fondo quanta sia l’acqua presente e secondo quali processi si formi, così da poterla sfruttare intensivamente per un’eventuale colonizzazione. Per questo il team di ricercatori dell’Università della Virginia si è detto disponibile a ripetere l’esperimento con campioni originali del suolo lunare.