Per secoli, gli scienziati hanno tentato di spiegare come si è formata la Luna. Mentre alcuni hanno sostenuto che si è formato da materiale perso dalla Terra a causa della forza centrifuga, altri hanno affermato che una Luna preformata è stata catturata dalla gravità terrestre. Negli ultimi decenni, la teoria più ampiamente accettata è stata l'ipotesi dell'impatto dei giganti, secondo cui la Luna formata dopo che la Terra è stata colpita da un oggetto delle dimensioni di Marte (chiamato Theia) 4,5 miliardi di anni fa.
Secondo un nuovo studio condotto da un team internazionale di ricercatori, la chiave per dimostrare quale teoria sia corretta potrebbe venire dai primi test nucleari condotti qui sulla Terra, circa 70 anni fa. Dopo aver esaminato campioni di vetro radioattivo ottenuti dal sito di test della Trinità nel New Mexico (dove è stata fatta esplodere la prima bomba atomica), hanno determinato che i campioni di rocce lunari mostravano un simile impoverimento di elementi volatili.
Lo studio è stato condotto da James Day - un professore di geoscienza presso la Scripps Institution of Oceanography presso l'Università della California, San Diego. Insieme ai suoi colleghi - che provengono dall'Istituto di fisica terrestre di Parigi, dal McDonnell Center for the Space Sciences e dal Johnson Space Center della NASA - hanno esaminato campioni di vetro recuperati dal sito del test Trinity per determinare le loro composizioni chimiche.
Questo vetro, noto come trinite, è stato creato quando la bomba al plutonio è stata fatta esplodere nel sito di test della Trinità nel 1945 come parte del Progetto Manhattan. A una distanza di 350 metri (1.100 piedi) da terra zero, la sabbia arkosic (che è composta principalmente da granuli di quarzo e feldspato) è stata convertita in vetro di colore verde dall'estremo calore e dalla pressione causati dalla massiccia esplosione.
Per anni, gli scienziati hanno studiato questi depositi di vetro, che hanno determinato essere il risultato del risucchio di sabbia nell'esplosione, che poi ha piovuto come liquido fuso sulla superficie. Quando Day e i suoi colleghi lo esaminarono, notarono che i campioni di vetro erano impoveriti di zinco e altri elementi volatili - che sono noti per evaporare a temperature e calore estremi - a seconda di quanto fossero lontani dal punto zero.
Secondo il loro studio, che è stato pubblicato in La scienza avanza l'8 febbraio 2017, i campioni di trinite ottenuti tra 10 e 250 metri (da 30 a 800 piedi) dal luogo dell'esplosione sono stati impoveriti di questi elementi molto più dei campioni prelevati da più lontano. Inoltre, gli isotopi di zinco rimasti erano più pesanti e meno reattivi rispetto ad altri.
Hanno quindi confrontato questi risultati con studi condotti su rocce lunari, che hanno mostrato un simile esaurimento di elementi volatili. Da ciò, hanno determinato che simili condizioni di calore e pressione esistevano contemporaneamente sulla Luna, causando l'evaporazione di questi elementi. Ciò è coerente con la teoria secondo cui un impatto enorme ebbe luogo in passato e trasformò la superficie della Luna in un oceano di magma.
Come ha spiegato Day in un comunicato stampa della UC San Diego:
“I risultati mostrano che l'evaporazione a temperature elevate, simili a quelle all'inizio della formazione del pianeta, porta alla perdita di elementi volatili e all'arricchimento di isotopi pesanti nei materiali rimasti dell'evento. Questa è stata una saggezza convenzionale, ma ora abbiamo prove sperimentali per dimostrarlo. "
Mentre la teoria predominante dagli anni '80 è stata l'ipotesi dell'impatto del gigante, il dibattito è stato in corso e soggetto a nuove scoperte. Ad esempio, nel gennaio del 2017, un nuovo studio pubblicato in Nature Geoscience - guidato da Raluca Rufu del Weizmann Institute of Science di Rehovot, in Israele - ha indicato che la Luna potrebbe essere stata il risultato di molte collisioni minori.
Utilizzando simulazioni al computer, il team di Weizmann ha scoperto che molteplici piccoli impatti avrebbero potuto formare molti moonlets intorno alla Terra che si sarebbero poi coalizzati per creare la Luna. Ma mostrando che gli elementi volatili subiscono gli stessi tipi di reazioni al calore e alla pressione, indipendentemente da dove avvenga la reazione, Day e i suoi colleghi hanno offerto alcune prove concrete che indicano un singolo evento di impatto.
Questo studio è solo l'ultimo di una serie che sta aiutando gli scienziati della Terra a porre dei vincoli su quando e come si è formata la Luna, che ci stanno anche aiutando a comprendere meglio la storia del Sistema Solare e la sua formazione.
