Un nuovo studio sui minerali presenti nelle profondità della Luna fornisce nuove prove che il satellite naturale della Terra potrebbe essersi formato a seguito della collisione di un antico pianeta con la Terra molto tempo fa.

Questa collisione interplanetaria a lungo teorizzata – che gli scienziati ritengono sia avvenuta circa 4,5 miliardi di anni fa – ha visto un pianeta delle dimensioni di Marte chiamato Theia dividersi in frammenti di lava calda all’impatto con la Terra.

Mentre alcuni dei resti di Theia sembrano essere sepolti in dense e massicce “macchie” nelle profondità dell'Africa e delle placche tettoniche del Pacifico, gli scienziati hanno affermato che gli indizi su dove sia andato il resto di Theia dopo questo incidente sono rimasti sfuggenti.

Ma ora, nuovi dati dalla NASALa navicella spaziale Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) ha trovato grandi depositi di minerale di ferro e titanio in profondità sotto la superficie della Luna, suggerendo che altri resti di Theia abbiano effettivamente formato la Luna terrestre.

Sotto la crosta lunare, nella regione tra la crosta e il nucleo conosciuta come mantello, la navicella spaziale GRAIL della NASA ha scoperto due regioni dense (nella foto sopra) che corrispondono a depositi di ilmenite, titanio e ferro che potrebbero essere stati presenti in caso di impatto di Theia. La teoria si rivela corretta.

geofisica planetaria, Adrian Brockett Dal Centro aerospaziale tedesco di Berlino, ha descritto le scoperte del GRAIL della NASA come nientemeno che “incantevoli”.

Il nuovo articolo del suo team, pubblicato nell'aprile di quest'anno Scienze naturali della TerraSi è concentrato sulle “anomalie gravitazionali” nelle profondità sotto la superficie della Luna: sacche di materia dense e pesanti identificate dai sensori della navicella GRAIL.

“L’analisi di queste differenze nel campo gravitazionale della Luna ci ha permesso di sbirciare sotto la superficie lunare e vedere cosa si trova sotto”, ha detto Broquet.

Sotto la crosta lunare, nella regione tra la crosta e il nucleo conosciuta come mantello, la sonda GRAIL ha scoperto due regioni dense coerenti con depositi di titanio e ferro di “ilmenite” che potrebbero esistere se la teoria dell'impatto di Theia fosse corretta.

Dopo la potenziale collisione di Theia con la Terra, e con parti di questo pianeta perduto sepolte in profondità sotto la crosta terrestre, pozze di lava fusa di titanio pesante e ferro sulla superficie della luna iniziarono ad affondare più in profondità verso il nucleo della luna, spingendo verso l'alto rocce più leggere.

“La nostra Luna si è letteralmente capovolta”, ha detto il coautore dello studio, Jeff Andrews Hanna, geofisico del Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona.

I modelli computerizzati del loro collega Nan Zhang dell'Università di Pechino hanno fornito il quadro originale per la loro teoria secondo cui materiali ricchi di titanio sarebbero presenti nelle profondità della Luna a causa delle origini della Luna come pezzi del pianeta Theia.

“Quando abbiamo visto quelle previsioni del modello, è stato come se si fosse accesa una lampadina”, ha detto Andrews-Hannah.

“Vediamo esattamente lo stesso schema quando osserviamo le sottili variazioni del campo gravitazionale della Luna, rivelando una rete di materiale denso sotto la crosta”, ha detto.

ritorno sulla terra, Due regioni altrettanto dense e insolite alla base del mantello del nostro pianeta – note come grandi province a bassa velocità (LLVP) – hanno dato credito alla teoria secondo cui una collisione interplanetaria avrebbe portato alla creazione della nostra Luna.

Uno si trova sotto la placca tettonica africana e l’altro sotto la placca tettonica del Pacifico, come misurato da apparecchiature sismiche simili a quelle utilizzate per rilevare i terremoti.

La sua esistenza è stata confermata quando i geologi hanno scoperto che le onde sismiche rallentavano significativamente a una profondità di 1.800 miglia (2.900 chilometri) nelle due regioni, che è diversa da altre parti della Terra.

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Gli scienziati hanno trovato nuove prove che la Luna è stata creata durante una gigantesca collisione tra la Terra e un protopianeta delle dimensioni di Marte chiamato Theia 4,5 miliardi di anni fa. Ciò ha anche seppellito tracce di Theia in profondità nel mantello terrestre (come visto dopo l'impatto).

Dopo aver eseguito una serie di simulazioni, il professor Hongping Ding ha scoperto che dopo l'impatto della formazione della Luna, una grande quantità di materiale del mantello di Theian – circa il 2% della massa terrestre – è entrata nel mantello inferiore (mostrato in arancione nell'impressione dell'artista sopra).

Gli scienziati ritengono che il materiale di questi LLVP sia dal 2 al 3,5% più denso del mantello che circonda la Terra.

L'anno scorso, i ricercatori guidati dal California Institute of Technology hanno avuto l'idea che queste particelle si siano evolute da una piccola quantità di an penetrata nel mantello inferiore dell'antica Terra.

A sostegno di ciò, hanno chiesto al professor Hongping Ding, dell’Osservatorio Astronomico di Shanghai, di esplorare questa idea con l’aiuto dei suoi metodi pionieristici nella dinamica dei fluidi computazionali.

Dopo aver eseguito una serie di simulazioni, il professor Ding ha scoperto che dopo la collisione che portò alla formazione della Luna, una grande quantità di materiale theiano – circa il 2% della massa terrestre – era entrata nel mantello inferiore dell'antico pianeta.

“Analizzando attentamente un'ampia gamma di campioni di roccia, combinati con modelli più accurati di impatto gigante e modelli di evoluzione della Terra, possiamo dedurre la struttura fisica e la dinamica orbitale della Terra primordiale, Gaia e Theia”, ha detto Deng, coautore dello studio Qian Yuan, geofisico del Caltech che ha lavorato anche a questo progetto.

Il team di Ding e Yuan ha pubblicato il loro studio sulla rivista natura Alla fine dell'anno scorso.

Broquet ha detto che spera che le future missioni della NASA sulla Luna, come quelle previste per il programma Artemis, saranno in grado di effettuare misurazioni sismiche simili: i primi dati sismici di questo tipo provenienti dalla Luna per supportare meglio la teoria dell'impatto di Theia.

“Le missioni future, come la rete sismica, consentiranno una migliore indagine della geometria di queste strutture”, ha affermato il ricercatore.