Un’apocalisse cosmica all’origine della Luna

Com’è nata la Luna? È un dilemma annoso su cui continua a non esserci unanimità di vedute tra gli scienziati, nonostante decenni di studi e analisi della stessa Luna e dei campioni di rocce lunari raccolte dalle varie missioni Apollo. Negli ultimi anni l’ipotesi catastrofista, secondo cui la Luna sarebbe nata come prodotto di una collisione tra la Terra e un grande corpo celeste, era andata declinando in favore della teoria di un’aggregazione graduale di corpi minori (planetesimi), per cui il cosiddetto “sistema doppio” Terra-Luna non avrebbe avuto nulla di particolare nella sua origine. Tre studi appena pubblicati su due riviste di primo piano, Science e Nature, ribaltano questa prospettiva ma non rispondono a tutte le domande, anche se sembra ora che la teoria catastrofista sia vicina a ottenere la conferma definitiva.

Fissione (o fusione?) catastrofica

Già nel 1878 il figlio di Charles Darwin, l’astronomo George Darwin, ipotizzò che la Luna fosse “figlia” della Terra: durante le prime fasi della sua formazione, la Terra ancora incandescente, ruotando molto velocemente su se stessa, avrebbe finito per perdere una parte della sua massa, che sarebbe andata a formare poi la Luna. Darwin individuò nella depressione dell’Oceano Pacifico la prova di questa “fissione” primordiale. L’evolversi dello studio della geologia e della tettonica a placche escluse quest’ipotesi, in quanto la depressione del Pacifico è molto più recente (meno di mezzo miliardo di anni fa), senza contare che la velocità impressa dalla forza centrifuga alla Terra per produrre un simile fenomeno sarebbe dovuta essere tale da farle compiere una rotazione in meno di 3 ore, ipotesi non supportata da nessuna teoria.

Nel 1986 parte di quest’ipotesi fu recuperata. La presenza di molte similitudini tra la composizione della Terra e della Luna convinse diversi scienziati che circa 4 miliardi di anni fa un corpo celeste delle dimensioni simili a quelle di Marte, battezzato “Theia” (la madre di Selene nella mitologia greca), si sarebbe scontrato con la Terra – già raffreddatasi – scagliando un’enorme quantità di roccia nello spazio. La spinta gravitazionale avrebbe poi favorito una rapidissima condensazione al punto che già dopo 24 ore dall’evento sarebbe venuta fuori una sorta di protoluna. Ora, una prova dell’effettiva catastrofe cosmica che sarebbe avvenuta nella storia primordiale del nostro sistema solare c’è. Analizzando le rocce lunari raccolte dalle missioni Apollo attraverso analisi spettroscopiche, un team di ricercatori americani, le cui conclusioni sono state pubblicate su Nature, ha dimostrato la peculiare carenza di zinco nella composizione della Luna. Elemento estremamente volatile, cioè soggetto a rapida evaporazione, lo zinco sarebbe stato tra quegli elementi volatili vaporizzati da un enorme impatto cosmico. “C’è bisogno di un qualche tipo di evento di fusione totale della Luna per fornire il calore necessario per far evaporare lo zinco”, sostiene James Day della Scripps Institution of Oceanography all’Università della California a San Diego, principale autore dello studio.

Colpiti da un'altra Terra?

C’è però un problema. Perché sulla Terra, invece, lo zinco c’è e non si è ugualmente evaporato nel grande impatto? Il dilemma si collega a un altro più vecchio: se la Luna è nata da una collisione tra la Terra e il presunto corpo Theia, dovrebbe aver “ereditato” la composizione di entrambi. Invece, morfologicamente sembra aver preso tutto dalla Terra. A tentare di rispondere a questa domanda è una simulazione realizzata da un team del Seti Institute e dell’Università di Harvard, che presuppone un maggiore momento angolare della Terra rispetto a quello odierno, derivante principalmente da una velocità di rotazione maggiore. In questo modo, quando Theia ha colpito la Terra, la materia che sarebbe andata poi a formare il disco protolunare, da cui si è formata la Luna, sarebbe uscita tutta dal mantello terrestre. Ecco perché la Luna avrebbe ereditato i tratti dal solo pianeta Terra. Anche un’altra simulazione arriva alle stesse conclusioni. In questo caso si ipotizza che la collisione sia avvenuta tra la Terra e un corpo di dimensioni maggiori di quelle previste per Theia, dimensioni più o meno simili a quelle della Terra. Anche in tal caso, assumendo un momento angolare maggiore, il risultato è lo stesso: il materiale da cui è nata la Luna proverrebbe in massima parta esclusivamente dal nostro pianeta.

Come si vede, restano ancora dei dubbi, tra cui quello dello zinco, ma anche dell’effettiva questione del corpo che ha colpito la Terra. Quant’era grande? E che fine ha fatto? Ipotizzando che la Luna sia il prodotto in gran parte di massa appartenuta un tempo al nostro pianeta, che fine hanno fatto i resti del presunto corpo celeste chiamato “Theia”? Molto probabilmente la maggior parte di essi è andata a impattare in momenti diversi sia la Terra che la Luna, dopo essere stati per un certo tempo satelliti naturali di entrambi i corpi. Una piccola parte potrebbe essere stata scagliata fuori dall’attrazione gravitazionale del sistema Terra-Luna e finita per schiantarsi su altri pianeti, o sul Sole. Vale la pena ricordare che l’ipotesi catastrofista non è valida per spiegare l’origine della fascia principale di asteroidi tra Marte e Giove: in quel caso i “detriti” non sono il prodotto di una collisione planetaria, ma della mancata aggregazione dei numerosissimi planetesimi primordiali a causa della forte attrazione gravitazione esercitata da Marte e Giove.