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Luna e Terra, stessa firma isotopica

Non c’è differenza apprezzabile fra gli isotopi d’ossigeno presenti nelle rocce terrestri e in quelle lunari. Lo conferma uno studio su Science

Fu un impatto inimmaginabile a regalarci la Luna. Un impatto avvenuto miliardi di anni fa, quando il Sistema solare aveva pressappoco cento milioni di anni. Un impatto fra la Terra – o meglio, una proto-Terra – e Theia, un “proiettile cosmico” di massa pari all’incirca a quella Marte. A seguito della collisione, venne sparata nello spazio un’enorme quantità di materia vaporizzata. Materia che, condensandosi, diede inizialmente origine a un disco attorno alla Terra. Disco dal quale prese a sua volta forma l’attuale Luna.

 

Per quanto, appunto, inimmaginabile, questo scenario è oramai assodato. Ciò su cui, invece, non c’è ancora accordo è l’origine del materiale presente nel disco. I casi sono tre: arriva per lo più dall’impattore (così gli scienziati chiamano il proiettile Theia), dalla proto-Terra, o è una miscela ben riuscita dei due? La risposta più recente arriva oggi sulle pagine di Science, a firma d’un team internazionale guidato da Edward Young, della University of California Los Angeles (UCLA), e del quale fa parte anche Alessandro Morbidelli, planetologo all’Observatoire de la Côte d’Azur, in Francia.

 

«Fino all’anno scorso», spiega Morbidelli, «tutte le analisi isotopiche dicevano che, entro un certo margine d’errore, la Luna e la Terra erano indistinguibili. Poi però uscì uno studio nel quale l’autore affermava d’aver risolto la differenza fra la Terra e la Luna. Un risultato importante, perché darebbe informazioni su ciò che è successo all’epoca della formazione del sistema Terra-Luna. Ma Young, il primo autore del nostro paper, ha ripetuto le misure degli isotopi dell’ossigeno. E ha ritrovato di nuovo che non è vero che la differenza fra la Luna e la Terra sia risolta. Troviamo ancora che la Luna e la Terra sono indistinguibili, all’interno per di più di una barra d’errore più piccola di quella che si aveva prima».

 

Una barra d’errore davvero piccola: le differenze fra l’abbondanza isotopica dell’ossigeno, se ci sono, risultano inferiori a cinque parti su un milione. Lo studio al quale Morbidelli fa riferimento è quello di Herwartz e colleghi. Per verificarne le conclusioni, il team di Young ha preso in esame sette campioni lunari – scelti fra quelli portati a Terra dalle missioni Apollo 12, 15 e 17 – e un meteorite sempre lunare, mettendoli poi a confronto con campioni terrestri. Con esisti alquanto differenti.

 

«Il nostro risultato non è d’accordo con le conclusioni del Herwartz et al.», scrivono gli scienziati suScience. La spiegazione? «È possibile che la differenza fra i due risultati sia dovuta a una selezione sfortunata del campione», è l’ipotesi che suggeriscono. Ma non c’è il rischio che i campioni delle missioni Apollo s’esauriscano, con tutte queste analisi? «No, nessun pericolo», garantisce Morbidelli, «ormai i metodi d’analisi lavorano sui microgrammi. Quindi, pur essendo metodi distruttivi, quella che consumano è una quantità di materiale irrisoria».

 

Tutt’altro che irrisoria, invece, la quantità di materiale sparata nello spazio, a seguito dell’impatto, a formare il disco che dicevamo. In che modo i risultati del nuovo studio potrebbero dunque aiutare a sciogliere l’enigma della sua provenienza? «Secondo le simulazioni, il materiale del disco proverrebbe prevalemente dall’impattore, però il fatto che la Luna e la Terra siano così identiche», osserva Morbidelli, «non è compatibile con quest’ipotesi: un impattore identico alla Terra non lo troveremo mai. Confrontando gli isotopi dell’ossigeno, tutti gli altri corpi celesti – asteroidi, pianeti – risultano diversi dalla Terra, dunque questa lettura non avrebbe senso».

 

E allora? «E allora i casi sono due. O, in realtà, è stata espulsa nello spazio più materia terrestre di quanto le simulazioni non mostrino, oppure è avvenuto un processo di ridistribuzione isotopica fra il materiale terrestre e il materiale in orbita intorno alla Terra. Ormai le barre d’errore sono ridicolmente piccole, dunque sembra proprio che il materiale terrestre e il materiale protolunare siano la stessa cosa».