Dalle missioni Apollo, i campioni lunari sono conservati presso il Johnson Space Centre della Nasa a Houston e sono disponibili per la ricerca. Tutti i campioni lunari analizzati nel laboratorio di Gottinga sono stati forniti dalla Nasa. Crediti: Andreas Pack

Un gruppo di ricercatori della University of Göttingen e del Max Planck Institute for Solar System Research (Mps) ha trovato un altro tassello nel puzzle della formazione della Luna e dell’origine dell’acqua sulla Terra.

Finora, la teoria prevalente era che la Luna fosse il risultato di una collisione tra la Terra in formazione e il protopianeta Theia. Le nuove misurazioni indicano che la Luna si è formata da materiale espulso dal mantello terrestre, con un contributo minimo da parte di Theia. Inoltre, i risultati supportano l’idea che l’acqua potrebbe aver raggiunto la Terra già nelle prime fasi del suo sviluppo e non in seguito a impatti successivi.

Per arrivare a queste conclusioni, i ricercatori hanno analizzato isotopi dell’ossigeno di 14 campioni lunari e hanno effettuato 191 misurazioni su minerali provenienti dalla Terra. Gli isotopi sono varietà dello stesso elemento che differiscono solo per la massa del loro nucleo, ossia hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni. L’équipe ha utilizzato una versione migliorata della fluorurazione laser, una tecnica spettroscopica basata sull’eccitazione di una molecola mediante radiazione laser e sulla misura della radiazione di fluorescenza che la molecola emette subito dopo, tornando al suo stato energetico fondamentale. In particolare, la molecola analizzata è stata quella dell’ossigeno: le nuove misurazioni mostrano un’altissima somiglianza tra i campioni prelevati dalla Terra e dalla Luna di un isotopo chiamato ossigeno-17 (17O). La somiglianza isotopica tra la Terra e la Luna è un problema di lunga data nella cosmochimica per il quale è stato coniato il termine “crisi isotopica”.

«Una spiegazione è che Theia abbia perso il suo mantello roccioso in precedenti collisioni e che abbia poi sbattuto contro la Terra primitiva come una palla di cannone metallica», spiega Andreas Pack, direttore del Centro di Geoscienze dell’Università di Göttingen e capo della Divisione di Geochimica e Geologia isotopica. «Se così fosse, oggi Theia farebbe parte del nucleo terrestre e la Luna si sarebbe formata da materiale espulso dal mantello terrestre. Questo spiegherebbe la somiglianza nella composizione della Terra e della Luna».

I dati ottenuti forniscono anche una visione alternativa dell’origine dell’acqua sulla Terra: secondo un’ipotesi diffusa, l’acqua sarebbe arrivata sulla Terra solo dopo la formazione della Luna, attraverso una serie di ulteriori impatti noti come Late Veneer Event (evento di rivestimento tardivo). Poiché la Terra è stata colpita da questi impatti molto più frequentemente della Luna, dovrebbe esserci anche una differenza misurabile tra gli isotopi dell’ossigeno – a seconda dell’origine del materiale che ha impattato. «Tuttavia, poiché i nuovi dati dimostrano che non è così, si possono escludere molti tipi di meteoriti come causa del rivestimento tardivo», spiega il primo autore Meike Fischer. «I nostri dati possono essere spiegati particolarmente bene da una classe di meteoriti chiamata condriti enstatite: sono isotopicamente simili alla Terra e contengono una quantità di acqua tale da essere l’unica responsabile dell’acqua terrestre».

Per saperne di più:

• Leggi su Proceedings of the National Academy of Sciences l’articolo “Oxygen isotope identity of Earth and Moon with implications for the formation of the Moon and source of volatiles” di Meike Fischer, Stefan T. M. Peters, Daniel Herwartz e Andreas Pack