Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” offre una possibile spiegazione della notevole differenza nella presenza di alcuni elementi chimici sulla Terra e sulla Luna accettando comunque la teoria dell’origine comune in seguito a un impatto con la Terra primordiale. Un team di ricercatori ha eseguito una serie di simulazioni degli impatti che potrebbero essere avvenuti sulla Luna durante la prima fase della sua storia concludendo che la ritenzione degli elementi classificati come altamente siderofili è iniziata 4,35 miliardi di anni fa, all’epoca in cui la maggior parte del magma che copriva la superficie lunare si solidificò.
Un articolo pubblicato nel maggio 2019 sulla rivista “Journal of Geophysical Research: Planets” offriva prove che le differenze tra le due facce della Luna potrebbero essere dovute all’impatto di un pianeta nano. Alcuni degli autori di quella ricerca hanno continuato a studiare gli impatti che potrebbero essere avvenuti sulla Luna primordiale assieme ad altri colleghi per capire un’altra differenza, quella nella quantità degli elementi altamente siderofili, cioè oro, iridio, platino, rodio, renio, osmio e rutenio, che sono 1.200 volte più abbondanti sulla Terra che sulla Luna.
Le teorie proposte nel corso del tempo per spiegare la differenza negli elementi altamente siderofili erano basate su un elevato rapporto impatto/ritenzione, che indica la frazione della massa dei meteoriti che viene inglobata nel corpo celeste colpito. Le discussioni sono continuate perché nessuna di quelle teorie riusciva ad avere una corrispondenza con le osservazioni dei crateri lunari, le quantità degli elementi altamente siderofili e l’età dei campioni di rocce lunari.
Per superare quei problemi, gli autori di questa nuova ricerca hanno eseguito una serie di simulazioni dei possibili impatti subiti dalla Luna all’inizio della sua storia cambiando velocità e angolo dell’impatto e dimensioni dei meteoriti. Le dimensioni ridotte della Luna e l’angolazione della traiettoria dei meteoriti costituiscono fattori significativi nella ritenzione.
L’immagine (Cortesia Nature. Tutti i diritti riservati) mostra la conseguenza di un impatto con un angolo attorno ai 20° (a) in cui l’80% dei materiali va perduto mentre in un impatto con un angolo di almeno 80° (b) la maggioranza dei materiali viene incorporata nella crosta o nel mantello, come mostrato nel riquadro a destra.
I risultati hanno mostrato l’importanza della profondità di penetrazione con la possibilità che i materiali finiscano nel mantello o nella crosta e la sua stretta relazione con lo spessore della crosta lunare e con la parte dei materiali espulsi dal cratere durante l’impatto che poi ricadono sulla superficie. Il rapporto impatto/ritenzione che è risultato alla fine delle simulazioni è circa un terzo di quello considerato in genere nei modelli usati per le teorie proposte in passato.
I conti tornano se la ritenzione degli elemento altamente siderofili è cominciata 4,35 miliardi di anni fa. Quelli arrivati prima sono penetrati nel magna e sono stati assorbiti nel nucleo lunare. Sulla Terra e sulla Luna quei processi di solidificazione sono avvenuti in momenti diversi e ciò si aggiunge a diversi rapporti impatto/ritenzione.
Come nella ricerca sul possibile impatto di un pianeta nano sulla Luna primordiale, le conclusioni sugli elementi altamente siderofili sono il frutto di simulazioni. Il nuovo interesse riguardante la Luna potrebbe permettere di condurre analisi su nuove rocce lunari per ottenere dati più precisi e completi sulla sua geologia.
