I dati della missione spaziale indiana suggeriscono che un tempo la Luna era ricoperta da un oceano di roccia fusa

Dati dall’India recente Missione Chandrayaan 3 Ciò supporta l’idea che un tempo un oceano di roccia fusa ricoprisse la Luna. Gli scienziati della missione hanno pubblicato i loro nuovi risultati Sulla rivista Natura.

Il 23 agosto 2023, un lander chiamato Vikram è atterrato con successo sulla superficie della Luna. I controllori hanno quindi schierato un rover chiamato Pragyan, che è stato immagazzinato su Vikram, Esplora il sito di atterraggio.

Il sito in cui è atterrato Vikram era più a sud rispetto a qualsiasi altro lander lunare precedente. Ciò ha dato agli scienziati l’opportunità di conoscere la geologia lunare che non era stata ancora campionata.

Le misurazioni di Pragyan hanno determinato che la particolare miscela di elementi chimici nel suolo lunare (o regolite) che circonda il lander era relativamente uniforme. Questa regolite era composta principalmente da un tipo di roccia bianca chiamata Anortosite di ferro.

Gli scienziati affermano che la composizione chimica del suolo del polo sud della Luna è intermedia tra la composizione chimica dei campioni prelevati da due siti nella regione equatoriale della Luna: quelli raccolti dagli astronauti negli Stati Uniti. Volo dell’Apollo 16 nel 1972E quelli che tornarono sulla Terra con la missione robotica Luna-20, lanciata dall’Unione Sovietica nello stesso anno.

La stretta somiglianza nella composizione chimica di tutti questi campioni, nonostante provenissero da posizioni geografiche molto remote sulla Luna, supporta l’idea che un unico oceano di magma coprisse la Luna all’inizio della sua storia.

Si pensa che la Luna si sia formata quando un pianeta delle dimensioni di Marte entrò in collisione con la Terra, espellendo rocce che poi si unirono per formare l’unica luna del nostro pianeta. Si pensa che l’oceano di magma lunare sia esistito dalla sua formazione fino a decine o centinaia di milioni di anni dopo.

Il raffreddamento e la cristallizzazione di questo oceano di magma alla fine diede origine alle rocce ortosite di ferro che compongono la crosta lunare.

Misure orbitali

Geologicamente, si ritiene che gli altopiani lunari rappresentino in parte l’antica crosta lunare. Chandrayaan 3, Apollo 16 e Luna 20 atterrarono tutti ad alta quota, consentendo un confronto. In quanto tale, ha fornito l’opportunità di testare le previsioni della teoria secondo cui la Luna è coperta da un oceano globale di roccia liquida, noto come Oceano Pacifico. Modello dell’oceano di magma lunare.

Gli autori evidenziano come le loro misurazioni abbiano mostrato uniformità nella composizione della superficie lunare per decine di metri dove operava la sonda.

Misurazioni “reali” come queste sono cruciali per interpretare le osservazioni registrate dai veicoli spaziali in orbita. Ad esempio, gli autori hanno confrontato questi risultati con i dati di due precedenti missioni lunari indiane, Chandrayaan-1 E -2Entrambi misurarono la superficie della Luna dall’orbita.

La coerenza tra queste misurazioni precedenti effettuate dalla navicella spaziale e quelle effettuate dalla sonda Pragyan dà nuova fiducia ai set di dati orbitali. I dati orbitali indicano che la superficie della Luna in questa regione è uniforme nella sua composizione chimica su un’area di diversi chilometri.

Queste misurazioni sono preziose anche quando si tratta di interpretazione Meteoriti lunariQuesti sono campioni di rocce che vengono espulse nello spazio dalla superficie della Luna quando una roccia spaziale si scontra con la Luna.

Questi frammenti di roccia potrebbero successivamente entrare nell’atmosfera terrestre e alcuni potrebbero raggiungere la Terra. Questi campioni sono campioni affascinanti, perché la natura casuale dell’espulsione da diverse parti della Luna significa che stiamo ricevendo campioni da aree non visitate da missioni precedenti.

Ma a causa di questo modello di campionamento casuale, è difficile sapere da dove provengano questi meteoriti sulla Luna, il che ci impedisce di inserirli nel loro contesto corretto. Quindi le misurazioni di Pragyan ci aiutano a costruire un quadro di come appaiono le diverse regioni della Luna e di come si confrontano i campioni di meteoriti che abbiamo raccolto.

Lato vicino e lato lontano

Il modello dell’oceano di magma lunare è stato concepito per la prima volta dopo il ritorno di campioni da… Missione Apollo 11Quella spedizione sbarcò in un’area dominata da rocce basaltiche scure (si pensi al materiale prodotto dai vulcani dell’Islanda o delle Hawaii). Tuttavia, i ricercatori dell’epoca notarono che il suolo dell’Apollo 11 conteneva anche frammenti di roccia bianca ricca del minerale anortite, che chiamarono anortosite di ferro.

Questa osservazione ha portato a suggerire che la roccia bianca rappresenti piccoli frammenti dell’antica crosta lunare originaria. Quando l’oceano di magma si raffreddò, minerali più densi come la peridotite e il pirosseno affondarono per formare uno strato più profondo chiamato mantello, mentre l’anortosite di ferro – che è meno denso del magma circostante – galleggiò per formare la prima crosta lunare.

Da quando sono stati introdotti i modelli originali dell’oceano di magma lunare, sono state avanzate varie proposte per spiegare ulteriori complessità legate ai campioni lunari e alle osservazioni geologiche della Luna in generale, ad esempio il fatto che la crosta del lato vicino della Luna sembra essere molto più sottile della sua crosta sul lato opposto.

Allo stesso modo, non è chiaro esattamente il motivo per cui il lato più vicino abbia visto così tanta attività vulcanica, risultando in ampie pianure di rocce basaltiche scure che lo dominano, mentre il lato più lontano sembra essere costituito da più ortosite di ferro.

Nel tentativo di affrontare questi problemi, i ricercatori hanno sviluppato modelli dettagliati per spiegare come si è formata e successivamente modificata la crosta lunare a causa delle eruzioni vulcaniche e dei crateri da impatto. Alcuni modelli prevedevano strati multipli della crosta lunare, con rocce di anortosite di ferro in alto e rocce più ricche di magnesio in basso.

È interessante notare che la composizione misurata in questo studio non rappresenta la composizione che potremmo aspettarci dall’ortosite di ferro incontaminata che si pensava formasse le antiche croste lunari. Contiene anche più magnesio.

Questa osservazione indica una maggiore concentrazione di alcuni minerali nella crosta lunare rispetto a quanto suggerito dai modelli originali dell’oceano di magma lunare. Gli autori suggeriscono che le loro misurazioni potrebbero rappresentare una composizione mista di rocce ortosite di ferro che compongono l’antica crosta lunare, insieme a materiale proveniente da strati sottostanti di roccia ricca di magnesio.

Questi diversi strati di materiale sono stati probabilmente mescolati a causa della formazione di crateri durante i crateri da impatto sulla Luna. In particolare, il sito di atterraggio di Chandrayaan 3 potrebbe essere stato ricoperto da circa 1,5-2 km di roccia espulsa dal cosiddetto Bacino d’impatto Antartide-Aitken – Una depressione sulla superficie con un diametro di 2.500 km, che si ritiene sia stata creata da un massiccio evento di impatto all’inizio della storia della Luna.

Gli eventi di craterizzazione risultanti dagli impatti successivi devono aver ulteriormente mescolato e distribuito questi materiali, risultando nel tipo di firma chimica misurata dalla missione Chandrayaan 3 in questo studio.