La luna è vecchia - questo è certo.
Come la Terra e il resto del sistema solare, la luna esiste da circa 4,5 miliardi di anni. Ma cerca di restringere ulteriormente l'età dei pianeti e gli scienziati hanno difficoltà a concordare. La nostra luna è una "vecchia luna" che si è formata 30 milioni di anni dopo che il sistema solare ha preso forma, o una "giovane luna" che si è formata 170 milioni di anni dopo?
In un nuovo studio pubblicato il 29 luglio sulla rivista Nature Geoscience, gli scienziati descrivono nuove prove che la nostra luna è apparentemente dalla parte più vecchia. Analizzando i rapporti di rari elementi radioattivi in un campionamento di rocce lunari raccolte durante le missioni Apollo, gli scienziati tedeschi hanno ridotto la data della formazione della luna a circa 50 milioni di anni dopo la nascita del nostro sistema solare - 150 milioni di anni prima di molti stima degli studi.
Questa è un'informazione utile se, per esempio, vuoi comprare una luna con una torta con il numero appropriato di candeline di compleanno - o, come hanno scritto gli autori dello studio, se vuoi limitare meglio le date per la nascita della Terra.
"Poiché la formazione della luna è stata l'ultimo grande evento planetario dopo la formazione della Terra, l'età della luna fornisce anche un'età minima per la Terra", ha detto in una nota il geologo e autore principale dello studio Maxwell Thiemens, ex ricercatore dell'Università di Colonia.
Questo perché probabilmente la luna si è formata dopo un pianeta canaglia, delle dimensioni di Marte, si è scontrato con la giovane Terra nei primi giorni del sistema solare. I detriti di questo impatto gigantesco (principalmente frammenti del mantello polverizzato della Terra) si spruzzarono nell'atmosfera, fondendosi infine nel satellite rotondo e roccioso che conosciamo e amiamo.
Questa teoria spiega perché la Terra e la luna abbiano una composizione chimica quasi identica. È possibile, ad esempio, che quando quell'impattore canaglia si è schiantato nel nostro giovane pianeta, ha raccolto alcuni elementi rari dalla Terra che è improbabile che provengano da altre parti del sistema solare. Studiando il decadimento di alcuni degli elementi radioattivi nelle moderne rocce lunari, i ricercatori tedeschi hanno tentato di limitare le date del grande impatto e della formazione della luna.
Il team era curioso in particolare di due rari isotopi (diverse versioni di elementi) in particolare: afnio-182 e l'isotopo che alla fine si trasforma in eoni di decadimento radioattivo, il tungsteno-182.
L'abbondanza relativa di questi elementi può servire come una specie di orologio cosmico, hanno scritto i ricercatori, dato che halfnium-182 ha un'emivita di circa 9 milioni di anni (il che significa che metà di una determinata quantità dell'elemento sarebbe decaduta in qualcos'altro dopo quel tempo).
"Quando abbiamo raggiunto otto emivite (circa 64 milioni di anni), l'elemento è funzionalmente estinto" dal sistema solare, Thiemens ha detto a Live Science in una e-mail. Ciò pone un limite duro alle possibili date in cui la proto-luna avrebbe potuto raccogliere l'isotopo durante la sua collisione con la Terra; Se l'afnio-182 è mai esistito sulla luna, la collisione deve essere avvenuta entro i primi 60 milioni di anni circa dopo la formazione del sistema solare, prima che quei rari isotopi svanissero completamente.
Come si aspettavano i ricercatori, i campioni di roccia lunare dell'Apollo si sono dimostrati più abbondanti nel tungsteno-182 di quanto non lo fossero in rocce simili dalla Terra - suggerendo che una volta la luna era stata davvero ricca di afnio-182.
Quindi, come possono gli scienziati essere certi che l'eccesso di tungsteno-182 della luna sia effettivamente venuto dall'afnio-182 in decomposizione, e non sia stato appena raccolto dalla Terra dopo che il processo di decadimento era terminato? Secondo Thiemens, ha a che fare con il modo in cui gli elementi sono stati distribuiti durante la formazione della Terra.
"Quando un pianeta si sta formando, è completamente fuso", ha detto Thiemens. Mentre il nucleo della Terra si formava (circa 30 milioni di anni dopo il sistema solare), elementi pesanti come il ferro affondarono nel nucleo, portando con sé elementi siderofili (o "amanti del ferro"). Nel frattempo, gli elementi litofili ("amanti della roccia") sono rimasti principalmente vicino alla superficie per diventare parte del mantello del pianeta. Poiché il tungsteno è un siderofilo, qualsiasi tungsteno-182 che era presente durante l'enorme impatto probabilmente sarebbe già affondato nel nucleo della Terra, ha detto Thiemens. L'afnio, nel frattempo, come litofilo, probabilmente sarebbe stato abbondante nel mantello terrestre, proprio nel luogo dell'impatto. È sicuro ipotizzare, quindi, che l'abbondanza di tungsteno-182 nei campioni lunari oggi provenga da afnio-182 decomposto prelevato dalla Terra nei primi 50 milioni o 60 milioni di anni di vita del sistema solare.
Quindi, la luna è vecchia - probabilmente anche più vecchia di quanto la maggior parte di noi pensasse. E, se ci chiedi, non sembra un giorno oltre 4,3 miliardi.
