Dalla fine del 19 ° secolo, gli scienziati hanno faticato a spiegare l'origine della Luna. Mentre gli scienziati hanno a lungo teorizzato che essa e la Terra hanno un'origine comune, le domande su come e quando si sia rivelata sfuggente. Ad esempio, oggi il consenso generale è che un impatto con un oggetto delle dimensioni di Marte (Theia) ha portato alla formazione del sistema Terra-Luna poco dopo la formazione dei pianeti (alias l'ipotesi dell'impatto gigante).
Tuttavia, le simulazioni di questo impatto hanno dimostrato che la Luna si sarebbe formata dal materiale principalmente dall'oggetto impatto. Ciò non è confermato dalle prove, tuttavia, che dimostrano che la Luna è composta dallo stesso materiale terrestre. Fortunatamente, un nuovo studio di un team di scienziati giapponesi e statunitensi ha offerto una spiegazione per la discrepanza: la collisione è avvenuta quando la Terra era ancora composta da magma caldo.
Lo studio che descrive le loro scoperte, "Origine dell'oceano di magma terrestre", è apparso di recente sul diario Nature Geoscience. Lo studio è stato condotto da Natsuki Hosono del RIKEN Center for Computational Science e ha incluso ricercatori dell'Università di Yale, RIKEN Center for Computational Science e Earth-Life Science Institute (ELSI) presso il Tokyo Institute of Technology.
A parte le simulazioni che modellano lo scenario di impatto, l'ipotesi dell'impatto gigante è anche afflitta dal fatto che in un impatto, la maggior parte del materiale che forma la Luna sarebbe costituito da minerali di silicato. Ciò comporterebbe che il satellite terrestre fosse povero di ferro, ma studi sismologici hanno dimostrato che la Luna ha probabilmente un nucleo come quello terrestre (composto da ferro e nichel) e che la convezione nel suo nucleo alimentava contemporaneamente un campo magnetico.
Ancora una volta, il nuovo studio offre uno scenario che può giustificare questo. Secondo il modello da loro creato, quando la Terra e Theia si scontrarono per circa 50 milioni di anni dopo la formazione del Sole (circa 4,6 miliardi di anni fa), la Terra era coperta da un mare di magma caldo mentre Theia era probabilmente composta da materiale solido.
Questo modello ha mostrato che dopo la collisione, il magma sulla Terra sarebbe stato riscaldato molto più dei solidi dall'oggetto d'impatto. Ciò causerebbe l'espansione del magma in volume e la fuga in orbita per formare la Luna. Quest'ultimo modello, che tiene conto del diverso grado di riscaldamento tra la proto-Terra e Theia, spiega efficacemente come c'è molto più materiale terrestre nella composizione della Luna.
Shun-ichiro Karato, professore di geologia all'Università di Yale e coautore del documento, ha condotto in passato ampie ricerche sulle proprietà chimiche del proto-terra magma. Come ha spiegato in un'intervista a Yale News:
“Nel nostro modello, circa l'80% della luna è realizzata con materiali protostorici. Nella maggior parte dei modelli precedenti, circa l'80% della luna è costituita dal dispositivo di simulazione. Questa è una grande differenza. "
Per motivi di studio, Karato ha guidato gli sforzi di ricerca del team nella compressione del silicato fuso. Il compito di sviluppare un modello computazionale per prevedere come sarebbe distribuito il materiale della collisione, nel frattempo, è stato svolto da un gruppo di ELSI presso l'Istituto di tecnologia di Tokyo e il RIKEN Center for Computational Science.
Nel loro insieme, il nuovo modello ha dimostrato che il magma surriscaldato si perderebbe nello spazio e si fonderebbe per formare un nuovo corpo in orbita più veloce del materiale perso dal dispositivo di simulazione. Ha anche mostrato che il materiale proveniente dall'interno della Terra (che sarebbe ricco di ferro e nichel) andrebbe anche nella formazione della Luna - che poi affonderebbe al centro per formare il nucleo della Luna.
In sostanza, il nuovo modello conferma le precedenti teorie su come la Luna si è formata eliminando la necessità di condizioni di collisione non convenzionali. Fino ad ora, questo è ciò che gli scienziati hanno fatto per spiegare la discrepanza tra simulazioni di impatto e dati ottenuti dallo studio delle rocce lunari e della superficie lunare.
Questo studio potrebbe anche portare a teorie più raffinate su come si è formato il Sistema Solare e cosa è accaduto immediatamente dopo. Poiché l'impatto tra la proto-Terra e Theia potrebbe aver avuto un ruolo nell'eventuale emergere della vita sulla Terra, potrebbe anche aiutare gli scienziati a limitare ciò che è necessario affinché un sistema stellare abbia pianeti abitabili.
