4 teorie su come si è formata la luna

La luna potrebbe aver reso la vita come la conosciamo possibile qui sulla Terra, ma è anche piena di misteri. Non conosciamo nemmeno le sue origini esatte.

Chiedersi la luna è un passatempo apprezzato da scienziati, filosofi e artisti nel corso della storia. Galileo è stato il primo scienziato a sottolineare che la luna ha un paesaggio simile a quello terrestre.

Nel tempo, altri scienziati hanno ipotizzato una varietà di teorie su cosa sia la luna e da dove provenga. Dalle ipotesi per lo più sfatate all'attuale teoria prevalente, gli scienziati hanno discusso di diversi scenari, ognuno dei quali potrebbe spiegare la nostra luna, ma nessuno dei quali è privo di difetti.

1. Teoria della fissione

La teoria della fissione suggerisce che, ad un certo punto, la Terra stesse ruotando così velocemente che una parte di essa si voltò per formare la luna. (Foto: Festa / Shutterstock)

Nel 1800, George Darwin, il figlio di Charles Darwin, suggerì che la luna sembrava così simile alla Terra perché a un certo punto della storia della Terra, la Terra avrebbe potuto girare così velocemente che parte del nostro pianeta si era spostata nello spazio ma era stata mantenuta legato dalla gravità terrestre. I teorici della fissione affermano che l'Oceano Pacifico potrebbe essere il sito in cui il materiale della luna aspirante è venuto fuori dalla Terra. Tuttavia, dopo che le rocce lunari sono state analizzate e introdotte all'equazione, hanno ampiamente smentito questa teoria perché le composizioni delle rocce lunari differivano da quelle nell'Oceano Pacifico. In breve, l'Oceano Pacifico è troppo giovane per essere la fonte della luna.

2. Teoria della cattura

Secondo la teoria della cattura, la luna ha viaggiato attorno al sistema solare prima di rimanere bloccata nell'attrazione gravitazionale della Terra. (Foto: NASA / JPL / Wikimedia Commons)

La teoria della cattura suggerisce che la luna abbia avuto origine altrove nella Via Lattea, completamente indipendente dalla Terra. Quindi, viaggiando oltre la Terra, la luna è rimasta intrappolata nella gravità del nostro pianeta. I buchi in questa teoria vanno dai suggerimenti secondo cui la luna alla fine si sarebbe liberata dalla gravità terrestre perché la gravità terrestre sarebbe stata modificata in modo massiccio catturandola. Inoltre, i componenti chimici della Terra e della Luna suggeriscono che si sono formati all'incirca nello stesso momento.

3. Teoria della coscrizione

Questa immagine composita mostra la Terra, la luna e un buco nero. La teoria della co-accrescimento postula che sia la Terra che la luna si formarono insieme mentre orbitavano attorno a un buco nero. (Foto: janez volmajer / Shutterstock)

Conosciuto anche come teoria della condensazione, questa ipotesi offre che la luna e la Terra si formarono insieme mentre orbitavano attorno a un buco nero. Tuttavia, questa teoria trascura una spiegazione del perché la luna orbita attorno alla Terra, né spiega la differenza di densità tra la luna e la Terra.

4. Ipotesi di impatto gigante

L'illustrazione di un artista di due oggetti celesti si scontrano in un modo che alcuni scienziati pensano che la luna sia nata. (Foto: NASA / JPL-Caltech)

La teoria dominante è che un oggetto delle dimensioni di Marte abbia avuto un impatto su una Terra molto giovane, ancora in formazione, circa 4, 5 miliardi di anni fa. L'oggetto planetario che ha avuto un impatto sulla Terra è stato soprannominato "Theia" dagli scienziati perché nella mitologia greca, Theia era la madre della dea lunare Selene. Quando Theia colpì la Terra, una parte del pianeta si staccò e alla fine si indurì nella luna. Questa teoria fa un lavoro migliore di altri nel spiegare le somiglianze nelle composizioni chimiche della Terra e della luna, tuttavia non spiega perché la luna e la Terra siano chimicamente identiche. Gli scienziati hanno suggerito che, tra le altre alternative, Theia avrebbe potuto essere fatto di ghiaccio, o che Theia avrebbe potuto sciogliersi nella Terra, senza lasciare traccia separata sulla Terra o sulla luna; o Theia avrebbe potuto condividere una composizione chimica stretta sulla Terra. Fino a quando non saremo in grado di determinare quanto grande fosse Theia, da quale angolo colpisse la Terra e precisamente da cosa fosse fatta, l'ipotesi dell'impatto gigante dovrà rimanere proprio questa - un'ipotesi.

Un possibile perfezionamento dell'ipotesi dell'impatto gigante è stato pubblicato su Nature Geoscience nel 2017. Il nuovo studio ipotizza che più oggetti della dimensione di Luna e Marte colpissero la Terra e che i detriti di queste collisioni formassero dischi intorno alla Terra - pensa a Saturno - prima di formarsi in lune. Questi moonlet alla fine si sono allontanati dalla Terra e si sono uniti per creare la luna che conosciamo oggi. Gli autori dello studio sostengono che questa ipotesi multi-impatto aiuta a spiegare le somiglianze della composizione chimica. Se più oggetti si scontrassero con la Terra, le firme chimiche tra quegli oggetti e la Terra si estinguerebbero di più man mano che la luna si formasse che se fosse stato solo un singolo evento di impatto.

Nuove scoperte lunari informeranno la continua discussione sulle origini della luna. (Peccato che non possiamo semplicemente chiedere all'uomo sulla luna come è arrivato lì.)

Bonus: quanti anni ha la luna?

Determinare l'età della luna ha dimostrato di essere uno sforzo complicato. (Foto: SAENRIT KLINLUMDAUN / Shutterstock)

L'età della luna è oggetto di alcuni dibattiti all'interno della comunità scientifica. Alcuni scienziati pensano che la luna si sia formata all'incirca 100 milioni di anni dopo la formazione del nostro sistema solare, mentre altri preferiscono una data tra 150 e 200 milioni di anni dopo la nascita del sistema solare. Queste date porterebbero la luna tra 4, 47 miliardi e 4, 35 miliardi di anni.

Un nuovo studio pubblicato su Science Advances afferma di porre fine alla controversia sull'età della luna. Un team di ricercatori ritiene di aver datato con precisione la luna a 4, 51 miliardi di anni.

I ricercatori hanno usato le rocce lunari prelevate dalla superficie lunare durante la missione Apollo 14 nel 1971 per il loro studio. La maggior parte delle rocce lunari che gli astronauti hanno riportato sulla Terra sono composte di rocce fuse insieme durante gli attacchi di meteoriti, e ciò rende difficile datarle poiché i diversi pezzi delle rocce riflettono epoche diverse. Per ovviare a questo, i ricercatori si sono rivolti allo zicorno, un minerale molto resistente trovato sia nella crosta terrestre che nelle rocce lunari.

"Gli zirconi sono i migliori orologi della natura", ha affermato il coautore Kevin McKeegan, professore di geochimica e cosmochimica dell'UCLA. "Sono il miglior minerale per preservare la storia geologica e rivelare dove hanno avuto origine."

McKeegan e l'autore principale Mélanie Barboni si sono concentrati sui minuscoli cristalli di zicorno che contenevano piccole quantità di elementi radioattivi, in particolare l'uranio e il lutetio. Si sono isolati quando questi due elementi sono decaduti per calcolare da quanto tempo si è formato lo zicorno e li hanno usati per fornire ciò che sostengono sia un'età precisa per la luna.

Questo non vuol dire che l'avvicinarsi della datazione allo zicorno sia privo di controversie. Parlando con The Verge delle scoperte, Richard Carlson, il direttore del dipartimento di magnetismo terrestre presso il Carnegie Institution for Science, ha elogiato il lavoro ma ha citato preoccupazioni per l'approccio allo zicorno. Vale a dire, Carlson mette in dubbio il presupposto che i rapporti in decomposizione per l'uranio e il lutezio sarebbero gli stessi nei primi giorni del sistema solare come sarebbero oggi.

"È solo un problema molto complicato che stanno affrontando qui, motivo per cui non abbiamo ancora una risposta chiara a una domanda così ovvia come l'età della Luna", ha detto Carlson.

Questa storia è stata originariamente pubblicata nel settembre 2015 ed è stata aggiornata con nuove informazioni.

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