La Luna è più vecchia di 40 milioni di anni

Roma – Più di quattro miliardi di anni fa, quando il Sistema Solare era ancora giovane e la Terra era ancora in crescita, un oggetto gigante delle dimensioni di Marte si schiantò contro la Terra. Il pezzo più grande che si staccò dalla Terra primordiale formò la nostra Luna. Ma, esattamente quando ciò sia accaduto è rimasto un mistero. In un nuovo studio internazionale, pubblicato sulla rivista Geochemical Perspectives Letters, i ricercatori hanno utilizzato cristalli portati dalla Luna dagli astronauti dell’Apollo nel 1972 per aiutare a individuare il momento della formazione della Luna. La loro scoperta spinge indietro l’età della Luna di 40 milioni di anni, ad almeno 4,46 miliardi di anni. “Questi cristalli sono i più antichi solidi conosciuti generati dal grande impatto e poiché sappiamo l’età di questi cristalli, essi fungono da strumenti per identificare la storia cronologica della Luna”, ha detto Philipp Heck, curatore Robert A. Pritzker del Field Museum per la Meteoritica e gli Studi Polari e Direttore Senior del Negaunee Interactive Research Center, professore all’Università di Chicago e autore senior dello studio. La scoperta è nata dal lavoro di Heck con l’autrice principale dello studio, Jennika Greer, quando era dottoranda al Field Museum e all’Università di Chicago. “Siamo stati contattati dai nostri coautori, Bidong Zhang, dell’Università della California e Audrey Bouvier, dell’Università di Bayreuth, che avevano bisogno di uno sguardo in scala nanometrica su questi campioni per comprenderli appieno”, ha raccontato Greer, che ora è ricercatrice presso l’Università di Glasgow. Il campione di polvere lunare analizzato nello studio è stato riportato dagli astronauti dell’Apollo 17 nell’ultima missione sulla Luna con equipaggio, nel 1972. Questa polvere contiene minuscoli cristalli formatisi miliardi di anni fa, che sono in grado di rivelare quando si è formata la Luna. Nel momento in cui l’oggetto delle dimensioni di Marte colpì la Terra e formò la Luna, l’energia dell’impatto fuse la roccia che alla fine divenne la superficie lunare. “Quando la superficie aveva raggiunto livelli di fusione tali, i cristalli di zircone non avrebbero potuto formarsi e sopravvivere; quindi i cristalli presenti sulla superficie lunare devono essersi sviluppati dopo che l’oceano di magma lunare si è raffreddato”, ha spiegato Heck. “Altrimenti, sarebbero stati fusi e le loro firme chimiche sarebbero state cancellate”, ha aggiunto Heck. Poiché i cristalli devono essersi formati dopo il raffreddamento dell’oceano magmatico, definire l’età dei cristalli di zircone consentirebbe di conoscere l’età minima possibile della Luna. Uno studio precedente, condotto da Zhang, aveva ipotizzato questa età, ma lo studio più recente è importante in quanto segna il primo utilizzo di un metodo analitico, chiamato tomografia a sonda atomica, che delinea l’età di questo più antico cristallo lunare conosciuto. “Nella tomografia a sonda atomica, si inizia con l’affilare un pezzo del campione lunare in una punta molto appuntita, usando un microscopio a fascio ionico focalizzato, quasi come un temperamatite di lusso”, ha dichiarato Greer. “Poi usiamo i laser UV per far evaporare gli atomi dalla superficie della punta; gli atomi passano attraverso uno spettrometro di massa e la velocità con cui si muovono ci dice quanto sono pesanti, il che a sua volta ci dice di cosa sono fatti”, ha proseguito Greer. L’analisi atomo per atomo, condotta con gli strumenti della Northwestern University, ha mostrato quanti atomi all’interno dei cristalli di zircone hanno subito un decadimento radioattivo. Quando un atomo ha una configurazione instabile di protoni e neutroni nel suo nucleo, va incontro a un decadimento, in cui si libera di alcuni di questi protoni e neutroni e si trasforma in elementi diversi. Ad esempio, l’uranio decade in piombo. Gli scienziati hanno stabilito quanto tempo impiega questo processo a verificarsi e, osservando la proporzione di diversi atomi di uranio e piombo, noti come isotopi, presenti in un campione, hanno potuto effettuare una stima dell’età. “La datazione radiometrica funziona un po’ come una clessidra”, ha spiegato Heck. “In una clessidra, la sabbia scorre da un bulbo di vetro all’altro e il passare del tempo è indicato dall’accumulo di sabbia nel bulbo inferiore”, ha continuato Heck. “La datazione radiometrica funziona in modo analogo, contando il numero di atomi progenitori e il numero di atomi figli in cui si sono trasformati; da qui è quindi possibile calcolare il passaggio del tempo perché il tasso di trasformazione è noto”, ha precisato Heck. La proporzione di isotopi di piombo trovata dai ricercatori indica che il campione aveva circa 4,46 miliardi di anni. Pertanto, la Luna deve avere almeno quell’età. “È incredibile poter avere la prova che la roccia studiata è il pezzo più antico della Luna mai trovato finora”, ha sostenuto Greer. “È un punto di riferimento per tante domande sulla Terra: quando si sa quanti anni ha una cosa, si può comprendere meglio la sua storia”, ha aggiunto Greer. “È importante sapere quando si è formata la Luna – ha evidenziato Heck – perché la Luna è un elemento importante del nostro sistema planetario, in quanto stabilizza l’asse di rotazione della Terra, è il motivo per cui ci sono ventiquattro ore in un giorno, per cui abbiamo le maree”. “Senza la Luna, la vita sulla Terra sarebbe diversa; per questo è una parte del nostro sistema naturale che vogliamo capire meglio, e il nostro studio fornisce un piccolo pezzo di puzzle in questo quadro completo”, ha concluso Heck. (30Science.com) Lucrezia Parpaglioni