Quando misero piede sulla Luna per la prima volta, gli astronauti dell'Apollo 11 dipinsero un'immagine del paesaggio come un deserto secco. C'è stato un dibattito su da dove provenisse l'acqua, ma ora due ricercatori del Museo Nazionale di Storia Naturale di Parigi, in Francia, hanno determinato che la maggior parte dell'acqua nel suolo sulla superficie della Luna si è formata a causa dei protoni nel vento solare che si scontra con l'ossigeno nella polvere lunare, piuttosto che da impatti di comete o meteoriti.
I primi indizi che c'era acqua sulla Luna arrivarono quando l'India Chandrayaan-1 trovò accenni d'acqua sulla superficie lunare quando misurò un tuffo nella luce solare riflessa a una lunghezza d'onda assorbita solo dall'acqua e dall'idrossile, una molecola che contiene un atomo di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Per aiutare a chiarire questo quadro, gli scienziati della NASA si sono rivolti ai dati raccolti da due delle loro sonde spaziali: la sonda Cassini, che ronzava sulla luna nel 1999 mentre si dirigeva verso Saturno, e il veicolo spaziale Deep Impact della NASA, che sorvolava la luna nel giugno 2009 it rotta verso un incontro con la cometa Hartley 2. Entrambi i veicoli spaziali hanno confermato l'evidenza di acqua e idrossile, molecole che sono probabilmente entrambe presenti sulla luna.
C'erano tre probabili spiegazioni su come quell'acqua fosse arrivata lì. Comete e meteoriti erano due possibilità, mentre altri credevano che potesse essere causato dal vento solare. In quest'ultimo caso, l'acqua sarebbe stata formata da flussi di plasma che emanavano dall'atmosfera superiore del sole e fracassando i protoni ad alta energia sulla superficie della luna. I raggi cosmici dall'esterno del sistema solare potrebbero iniettare ioni anche nelle rocce lunari, causando cambiamenti chimici che creano acqua.
Per scoprire la fonte più probabile dell'acqua, Alice Stephant e Francois Robert hanno misurato il rapporto tra idrogeno e deuterio nei campioni di suolo delle missioni Apollo 16 e Apollo 17. Hanno analizzato i campioni attraverso un tipo di spettrometro di massa che non solo rileva quali isotopi sono presenti ma quanto in profondità sono in un campione di superficie.
Nello studio di piccoli granelli di campioni lunari di terreno, hanno scoperto che la riduzione dell'ossigeno dai silicati nel suolo da parte dei protoni del vento solare era quasi certamente il mezzo con cui veniva generata l'acqua. Sono arrivati a questa conclusione determinando il rapporto isotopico al litio nei campioni che ha dato il rapporto isotopico per l'idrogeno. Da ciò, sono stati in grado di calcolare il rapporto deuterio-idrogeno che hanno confrontato con la quantità di acqua effettivamente presente nel campione di granuli.
Poiché tende a esserci più deuterio dal sole, ogni possibile fonte di acqua lunare dovrebbe fornire un rapporto diverso. Comete e meteoriti hanno proporzioni distintive, mentre i protoni del vento solare o dei raggi cosmici avrebbero ciascuno rapporti diversi.
Ciò che hanno scoperto è stato che in media i granuli contenevano solo il 15% di acqua da qualche altra parte (presumibilmente comete o meteoriti) lasciando che il resto si fosse formato a causa dell'interazione del vento solare. Notano anche che per alcuni campioni, tutta l'acqua era dovuta all'interazione del vento solare.
"Confermiamo quel risultato", ha detto Stephant. "Gli impatti di meteoriti e comete ricchi d'acqua non portano importanti quantità di acqua sulla superficie della luna."
Alberto Saal alla Brown University di Providence, nel Rhode Island, è soddisfatto del risultato. "Penso che l'idea che la maggior parte dell'acqua nella superficie della luna provenga da impianti eolici solari sia molto probabilmente corretta", afferma.
Nel loro articolo pubblicato in Atti della National Academy of Sciences, Alice Stephant e François Robert descrivono il loro studio e i risultati che hanno trovato. Tuttavia, sono stati anche rapidi nel sottolineare che le loro conclusioni riguardano solo l'acqua trovata sulla superficie della luna - mentre l'origine dell'acqua sotto la superficie è ancora aperta all'interpretazione.
Ulteriori letture: PNAS
