14:17 27 Ottobre 2020
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La sonda spaziale indiana Chandrayan-1 ha scoperto sulla Luna accumuli di ematite, un ossido di ferro della stessa famiglia della ruggine, che si forma solo in presenza di ossigeno e acqua. Ma sul nostro satellite non esiste né ossigeno né acqua.

In un articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, gli scienziati si scervellano per provare a capire come sia possibile che sulla Luna sia stata rilevata la presenza di un simile minerale, per altro in quantità considerevoli, che, essendo un ossido, non può formarsi se non in presenza di ossigeno e acqua.

Nel 2008, lo spettrometro Moon Mineralogy Mapper (M3) a bordo della sonda Chandrayan-1 aveva trovato sì acqua sulla Luna, ma solo sotto forma di ghiaccio e limitatamente alle regioni polari.

Ora, durante la decodifica dei dati dello stesso strumento, progettato dalla NASA, i ricercatori americani del Jet Propulsion Laboratory hanno individuato inequivocabili linee spettrali che indicano presenza di ossido di ferro ematite (Fe2O3).

L'ematite è un comune prodotto di ossidazione delle rocce contenenti ferro che è comune sulla Terra, su Marte e su alcuni asteroidi. Sono proprio gli ossidi di ferro ‘arrugginiti’ che danno il colore al Pianeta Rosso. Ma se su Marte il fenomeno può essere facilmente spiegato con la storia del pianeta (anticamente abbondavano sia ossigeno che acqua), sulla Luna le condizioni per la formazione dell’ematite non risultano ci siano mai state.

Inoltre, la superficie della Luna è soggetta a costante bombardamento da parte delle particelle del vento solare, che contengono idrogeno, un potente agente riducente. Per la formazione dell'ematite, ne sarebbe servito al contrario uno ossidante. La Terra è protetta dal vento solare da un campo magnetico, ma la luna no.

"All'inizio non ci credevo affatto. L'ematite, in base alle condizioni note, non si sarebbe mai dovuta formare sulla Luna", dice uno degli autori dell'articolo, Abigail Fraeman, in un comunicato stampa del Jet Propulsion Laboratory. "Ma da quando abbiamo scoperto acqua sulla Luna (ghiaccio), abbiamo iniziato a presumere che ci potesse essere una maggiore varietà di minerali se quest'acqua fosse mai stata in grado di interagire con le rocce lunari".

Gli spettri M3 mostrano che i poli della Luna hanno in effetti una composizione molto diversa dal resto del nostro satellite naturale.

Nell'articolo, gli autori descrivono un modello che prova a spiegare come potrebbe essersi formata la ruggine ferrosa nell'ambiente lunare.

La fonte di ossigeno

La fonte di ossigeno, secondo i ricercatori, potrebbe provenire dalla stessa atmosfera terrestre. Nel 2007, il satellite lunare giapponese Kaguya aveva infatti scoperto che l'ossigeno proveniente dalla parte superiore dell'atmosfera terrestre può “viaggiare sulla coda posteriore della nostra magnetosfera" per raggiungere la Luna.

Ciò è coerente con i dati M3 che indicano più ematite sul lato della Luna rivolta alla Terra (il moto di rivoluzione della Luna è pari al suo moto di rotazione per cui ci mostra sempre lo stesso lato). Inoltre la Luna si allontana gradualmente dalla Terra nel tempo e diversi miliardi di anni fa, quando i due corpi celesti erano più vicini l'uno all'altro, presumibilmente molto più ossigeno raggiunse la superficie lunare.

Schermo solare

La stessa magnetosfera della Terra, secondo gli scienziati, è in grado di protegge la Luna anche dal vento solare quando in posizione ideale. I calcoli mostrano che in determinati periodi orbitali della Luna, il campo magnetico terrestre blocca fino al 99 percento delle radiazioni ionizzanti del Sole.

La fonte d’acqua

Rimane il problema dell’acqua. Gli autori ammettono che il ghiaccio d'acqua ai poli non è sufficiente per spiegare il ‘mistero dell'ematite’, dal momento che questo ossido di ferro è stato scoperto anche ben oltre i modesti ammassi di ghiaccio. Pertanto, propongono un'altra opzione: la polvere cosmica.

Le polveri cosmiche, dette anche polveri interstellari, possono trasportare molecole d’acqua e anche facilitarne il rilascio dalle rocce lunari durante le interazioni d’urto. Inoltre, il calore di questi impatti aumenta il tasso di ossidazione.

Quindi, secondo i ricercatori, l’ematite si sarebbe formata in concomitanza di tre eventi – Terra in posizione di scudo tra Sole e Luna per proteggerla dal vento solare grazie alla ‘coda’ della magnetosfera – stessa posizione per i passaggi di ossigeno dall’atmosfera terrestre alla superficie lunare – bombardamento di polveri cosmiche. In queste condizioni, sostengono gli autori dello studio, si sarebbe potuta benissimo formare la reazione di ossidazione su vasta scala che ha portato al rilievo della ruggine minerale.

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