La Luna ha due facce, e una è decisamente più fredda dell’altra. La conferma arriva da Chang’e 6

Da sempre la Luna ci mostra la stessa faccia, familiare e costellata di quelle macchie scure che chiamiamo “mari”. Ma l’altro lato, quello nascosto, è un mondo diverso: più butterato, montagnoso e misterioso. Un’asimmetria che da decenni affascina e interroga gli scienziati. Ora, grazie ai campioni di roccia riportati a Terra dalla missione cinese Chang’e 6, abbiamo una prova concreta che questa differenza non è solo superficiale, ma affonda le sue radici nelle profondità del mantello lunare. In poche parole: il lato nascosto della Luna è, ed era, più freddo.

Una nuova ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Geoscience e condotta da un team della UCL (University College London) e della Peking University, ha analizzato i frammenti di roccia e suolo raccolti dalla sonda cinese in un vasto cratere del lato lontano. I risultati sono piuttosto netti.

Le rocce, datate a circa 2.8 miliardi di anni fa, si sono formate da lava proveniente dall’interno della Luna a una temperatura di circa 1100°C. Un valore che, a prima vista, può sembrare elevatissimo, ma che in realtà è di circa 100°C più basso rispetto alle temperature di formazione delle rocce raccolte dalle missioni Apollo sul lato a noi visibile.

Come ha affermato il co-autore dello studio, il professor Yang Li, “Chiamiamo la Luna ‘bifronte’. Una drammatica differenza di temperatura tra il mantello del lato vicino e quello del lato lontano era stata a lungo ipotizzata, ma il nostro studio fornisce la prima prova utilizzando campioni reali”.

La sonda Chang’é 6

La grande anomalia lunare

Le differenze tra le due facce della Luna sono evidenti e non si limitano alla temperatura interna. Riassumiamole:

• Lato Vicino (quello che vediamo):
  • Crosta più sottile.
  • Superficie più liscia con vaste pianure basaltiche scure (i “mari”), risultato di intense e antiche eruzioni vulcaniche.
  • Minore densità di crateri da impatto.
• Lato Lontano (quello nascosto):
  • Crosta significativamente più spessa.
  • Superficie molto più montagnosa e accidentata.
  • Densità di crateri estremamente elevata.
  • Attività vulcanica molto più ridotta.

Questa asimmetria suggerisce una storia geologica profondamente diversa per i due emisferi. La nuova scoperta di un mantello “più freddo” sul lato lontano fornisce la tessera mancante per spiegare perché quell’area abbia visto così poca attività vulcanica. Con meno calore interno, la roccia fusa (magma) ha avuto più difficoltà a risalire in superficie.

A caccia del perché: la teoria del “KREEP”

Ma qual è la causa di questa anomalia termica? La teoria principale punta il dito su una distribuzione diseguale di elementi che producono calore. Si tratta di elementi radioattivi come l’uranio, il torio e il potassio, che decadendo rilasciano energia termica. Sulla Luna, questi elementi tendono a concentrarsi in un materiale dal nome quasi da fumetto: KREEP. L’acronimo deriva da K (simbolo chimico del potassio), REE (Rare-Earth Elements, elementi delle terre rare) e P (fosforo).

Torio, indicatore della presenza del KREEP sulla superficie lunare

Secondo gli scienziati, dopo la catastrofica collisione che diede origine alla Luna, questo materiale KREEP, ricco di elementi radioattivi, avrebbe dovuto distribuirsi in modo uniforme. Invece, per ragioni ancora dibattute, si è concentrato in modo anomalo nel mantello del lato vicino. Questa concentrazione avrebbe agito come una sorta di “termocoperta” interna, mantenendo il lato vicino più caldo e vulcanicamente attivo per molto più tempo.

Le ipotesi sul perché il KREEP si sia ammassato da una sola parte sono diverse:

1. Un impatto gigantesco: Un enorme asteroide potrebbe aver colpito il lato lontano, rimescolando l’interno della Luna e spingendo i materiali più densi e ricchi di KREEP verso il lato vicino.
2. La collisione con una “sorella minore”: La Luna primordiale potrebbe essersi scontrata con una seconda luna, più piccola, e i due corpi si sarebbero fusi in modo asimmetrico.
3. L’attrazione terrestre: La forza di gravità della Terra potrebbe aver influenzato la solidificazione del magma lunare, favorendo la migrazione del KREEP verso il lato rivolto a noi.

La ricerca del team sino-britannico, analizzando con sonde ioniche ed elettroniche la composizione e l’età dei campioni, e confrontando i dati con le rilevazioni satellitari, ha fornito la prima prova diretta che questa disparità termica esiste davvero. Un passo fondamentale per risolvere uno dei più grandi misteri del nostro satellite.

Immagine del lato nascosto della Luna, dalla sonda Chang’é 6

Domande & Risposte

1) Perché le due facce della Luna sono così diverse? La differenza principale risiede nella loro storia geologica, guidata da una profonda anomalia termica. Il lato vicino a noi è stato, ed è probabilmente tuttora, internamente più caldo. Questo calore extra è causato da una maggiore concentrazione di elementi radioattivi (uranio, torio, potassio) noti come materiale “KREEP”. Questo ha reso la crosta del lato vicino più sottile e ha alimentato un’intensa attività vulcanica, creando le grandi pianure scure che chiamiamo “mari”. Il lato lontano, essendo più freddo, ha una crosta più spessa e ha subito un’attività vulcanica molto minore.

2) Come hanno fatto gli scienziati a misurare la temperatura di una roccia formatasi quasi 3 miliardi di anni fa? Non hanno misurato la temperatura attuale, ma quella a cui la roccia si è cristallizzata dal magma. Lo hanno fatto analizzando la composizione chimica dei minerali nel campione con strumenti come la “sonda elettronica”. Confrontando queste composizioni con modelli computerizzati che simulano come i minerali si formano a diverse temperature e pressioni, sono riusciti a stimare con precisione la temperatura del magma originale. Hanno poi confrontato questo dato con stime simili fatte per le rocce delle missioni Apollo, trovando una differenza di circa 100°C.

3) Questa scoperta cambia radicalmente la nostra visione della Luna? Più che cambiarla, la conferma e la rafforza con prove fisiche. L’idea di una Luna “a due temperature” era un’ipotesi scientifica molto accreditata, ma basata principalmente su modelli e dati indiretti (come le mappe gravitazionali e topografiche). I campioni di Chang’e 6 forniscono la prima, cruciale “pistola fumante”: una prova diretta, presa sul campo, che il mantello del lato lontano era effettivamente più freddo. Questo permette agli scienziati di passare da “ipotizziamo che sia così” a “sappiamo che era così”, aprendo la strada a una comprensione più profonda dei processi che hanno plasmato la Luna.