Circa 4,5 miliardi di anni fa, qualcosa delle dimensioni di Marte si è scontrato con la Terra appena formata, provocando una colossale esplosione. Si ritiene che questo oggetto non solo si sia fuso con la Terra, ma abbia anche gettato via parte della materia che è diventata la Luna.
Questa storia è nota come ipotesi di collisione gigante; un oggetto delle dimensioni di Marte si chiama Thea; e ora gli scienziati credono di aver trovato tracce di Thea sulla luna.
L'ipotesi della collisione gigante è stata per molti anni il modello preferito per spiegare la formazione della luna.
“Questo modello è stato in grado di spiegare le recenti osservazioni da campioni restituiti dalle missioni Apollo, che includevano un basso contenuto di ferro sulla Luna rispetto alla Terra”, hanno scritto i ricercatori dell'Università del New Mexico nel loro articolo.
I modelli prevedevano che circa il 70-90 percento della luna sarebbe stata riformata Thea. Tuttavia, gli isotopi dell'ossigeno nei campioni lunari raccolti dagli astronauti dell'Apollo erano molto simili agli isotopi dell'ossigeno terrestre e molto diversi dagli isotopi dell'ossigeno in altri oggetti del sistema solare.
Una possibile spiegazione è che la Terra e Thea avessero composizioni simili. In secondo luogo, durante l'impatto, tutto è stato mescolato, il che, secondo i dati della simulazione, è improbabile.
Inoltre, le possibilità di Thea di avere una composizione simile alla Terra sono in realtà estremamente ridotte. Ciò significa che se la Luna è principalmente Thea, i suoi isotopi di ossigeno devono essere diversi dagli isotopi di ossigeno della Terra.
Questa stretta somiglianza era il problema principale per l'ipotesi di collisione gigante. Nel corso degli anni, i ricercatori hanno pubblicato diversi articoli cercando di spiegare questo.
Da qui è nata l'idea che Thea si sia fusa con la Terra. Un altro studio ha suggerito che la collisione ha prodotto una nuvola di polvere, che si è poi trasformata nella Terra e nella Luna. Ci sono stati suggerimenti che, forse, Thea e la Terra si siano formate molto vicine l'una all'altra.
Lo scienziato Eric Cano ei suoi colleghi hanno preso una strada diversa: un'attenta rianalisi dei campioni lunari.
Hanno ottenuto un numero di campioni da diversi tipi di rocce raccolte sulla Luna – sia alto che basso titanio dalla roccia lunare; anortositi dagli altopiani e noriti dalle profondità, sollevati durante un processo chiamato capovolgimento del mantello lunare; e vetro vulcanico.
Per la nuova analisi, il team di ricerca ha modificato la tecnica di analisi degli isotopi standard per ottenere misurazioni estremamente accurate degli isotopi dell'ossigeno. E hanno trovato qualcosa di nuovo: questa composizione isotopica dell'ossigeno variava a seconda del tipo di roccia studiata.
“Stiamo dimostrando”, hanno scritto nel loro articolo, “che il metodo per calcolare la media dei dati isotopici della Luna, ignorando le differenze litologiche, non fornisce un quadro preciso delle differenze tra la Terra e la Luna”.
I ricercatori hanno scoperto che più profonda è l'origine del campione di roccia, più pesanti sono gli isotopi dell'ossigeno rispetto a quelli sulla Terra.
Questa differenza potrebbe essere spiegata se, durante l'impatto, solo la superficie esterna della Luna fosse stata frantumata e mescolata, risultando in una somiglianza con la Terra. Ma nelle profondità della luna, una parte di Thea rimane relativamente intatta e i suoi isotopi di ossigeno sono rimasti più vicini al loro stato originale.
Lo studio sostiene che questa è una prova abbastanza accurata che Thea potrebbe essersi formata ulteriormente nel sistema solare e spostarsi verso l'interno prima della grande collisione che ha creato la luna.
“Ovviamente, la distinta composizione isotopica dell'ossigeno di Thea non è stata completamente persa a causa dell'omogeneizzazione durante la collisione gigante”, hanno concluso i ricercatori.
“Pertanto, questo risultato elimina la necessità di modelli di impatto giganti per includere un meccanismo per la completa omogeneizzazione degli isotopi dell'ossigeno tra due corpi e fornisce una base per la futura modellazione della formazione della luna.”
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Geoscience.
Fonti: Foto: (Mark Garlick / Science Photo Library / Getty Images)
