La Luna si è formata un po ‘più tardi di quanto precedentemente ipotizzato. Quando un protopianeta di dimensioni di Marte fu distrutto in una collisione con la giovane Terra, fu creato un nuovo corpo dai detriti espulsi durante questa catastrofe: la Luna. I geofisici planetari del Centro Aerospaziale Tedesco hanno utilizzato un nuovo modello numerico per ricostruire il momento in cui si è verificato l’evento – 4,425 miliardi anni fa. Le precedenti ipotesi sulla formazione della Luna si basavano su un’età di 4,51 miliardi di anni, cioè 85 milioni di anni prima di quanto rivelano i nuovi calcoli. Gli scienziati hanno pubblicato l’articolo rivista scientifica Science Advances.
Quattro miliardi e mezzo di anni fa, il Sistema Solare era ancora un luogo piuttosto caotico. La Terra stava ancora crescendo alle sue dimensioni attuali, raccogliendo la materia nella forma di quelli che vengono definiti “planetesimi”. Questi si erano precedentemente formati nel disco di polvere e gas in orbita attorno al primo Sole. La giovane Terra si consolidò, diventando sempre più calda al suo interno.
Parti sempre più grandi del mantello roccioso si sciolsero e formarono un oceano di magma. È in questo momento che la Terra ha guadagnato il satellite naturale che continua ad orbitare attorno ad esso fino ad oggi. Una massiccia collisione cosmica tra la Terra e un protopianeta ha provocato l’espulsione della roccia dalla giovane Terra. Alla fine, questi detriti si sono agglomerati per formare un nuovo corpo planetario: la Luna.
La Luna è nata in seguito ad una collisione tra un protopianeta e una giovane Terra
In linea di principio, la maggior parte degli scienziati concorda sul modo in cui si è formata la Luna, ma non sui dettagli del processo e soprattutto non sul momento in cui si è verificata. Secondo il nuovo studio la Luna sarebbe nata 4.425 miliardi di anni fa con un’incertezza di 25 milioni di anni. A quel tempo, la Terra si era appena sviluppata in un pianeta.
Durante questo sviluppo, i pesanti componenti metallici affondarono al suo centro e formarono un nucleo di ferro e nichel, che era circondato da uno spesso manto di rocce di silicato. Le rocce del mantello divennero sempre più calde a causa del processo di “accrescimento” – l’agglomerazione della materia – e attraverso il calore proveniente dal decadimento degli elementi radioattivi. Ciò ha permesso la separazione di metalli e silicati nell’interno della Terra entro poche decine di milioni di anni.
In questa fase, la Terra fu colpita da Theia, un protopianeta che aveva forse le dimensioni di Marte. Theia era uno dei Titani nella mitologia greca e la madre della dea della luna Selene. All’inizio del Sistema Solare, ci sarebbero stati molti corpi di questo tipo. Alcuni furono espulsi dal Sistema Solare, mentre altri furono distrutti da collisioni con altri corpi. Theia, tuttavia, colpì la Terra e causò l’espulsione di una così grande quantità di materiale dal mantello del pianeta che la Luna fu in grado di formarsi. Durante questo violento impatto, si formò un oceano di magma profondo diverse migliaia di chilometri di roccia incandescente calda e fusa. Oggi, nessuna traccia di Theia rimane dopo questa collisione.
Quando si è formata la Luna?
Ricostruire come la formazione della Luna sia stata innescata da questo evento richiede molta immaginazione e creatività. La collisione dei due corpi, con la sua enorme energia, vaporizzò anche una grande quantità di roccia dal primo mantello della Terra. Questo fu espulso e raccolto in un anello di polvere attorno alla Terra prima che si riassemblasse per formare la roccia.
Gli scienziati sono in gran parte d’accordo sulla storia della formazione della Luna. Tuttavia, non sono stati in grado di datarlo esattamente, poiché nessuna delle rocce lunari portate sulla Terra dagli astronauti registrano direttamente l’età del satellite naturale della Terra. I ricercatori hanno determinato quando si è formata la Luna usando un nuovo metodo indiretto. Secondo i loro calcoli l’evento sarebbe accaduto proprio alla fine della formazione della Terra.
La Luna è stata avvolta da un oceano di magma
Non era solo la Terra ad avere un oceano di magma nella sua prima giovinezza. L’energia ottenuta dall’accrescimento ha anche portato alla formazione di un oceano di magma sulla Luna. La Luna si sciolse quasi completamente e, analogamente alla Terra, fu coperta da un oceano di magma profondo oltre 1000 chilometri. Questo oceano di magma iniziò rapidamente a solidificarsi e formò una crosta di cristalli galleggianti e leggeri in superficie.
Ma sotto questa crosta isolante, che ha rallentato l’ulteriore raffreddamento e solidificazione dell’oceano magmatico, la Luna è rimasta fusa per lungo tempo. Fino ad ora, gli scienziati non sono stati in grado di determinare il tempo necessario per cristallizzare completamente l’oceano di magma, motivo per cui non sono stati in grado di concludere quando la Luna si è originariamente formata.
Per calcolare la durata dell’oceano di magma della Luna, gli scienziati hanno usato un nuovo modello di computer, che per la prima volta ha considerato in modo esaustivo i processi coinvolti nella solidificazione del magma. I risultati del modello hanno dimostrato che l’oceano di magma della Luna era di lunga durata e ha impiegato quasi 200 milioni di anni per solidificarsi completamente nella roccia del mantello.
La Luna ora ha un’età di nascita
Per determinare l’età della Luna, gli scienziati hanno dovuto fare un ulteriore passo avanti. Hanno calcolato come la composizione dei minerali di silicato ricchi di magnesio e ferro che si sono formati durante la solidificazione dell’oceano di magma è cambiata nel tempo. I ricercatori hanno scoperto un drastico cambiamento nella composizione del restante oceano di magma mentre la solidificazione progrediva. Questa scoperta è significativa perché ha permesso agli scienziati di collegare la formazione di diversi tipi di roccia sulla Luna a un certo stadio dell’evoluzione del suo oceano magma.
I risultati dello studio mostrano che la Luna si è formata 4.425 ± 0.025 miliardi di anni fa. L’età esatta della Luna è in notevole accordo con un’età precedentemente determinata, il punto in cui la formazione del pianeta Terra è stata completata. Questa è la prima volta che l’età della Luna può essere direttamente collegata a un evento verificatosi alla fine della formazione della Terra, vale a dire la formazione del nucleo.
