A differenza della Terra, sulla Luna, non ci sono vulcani attivi e le tracce del suo passato non mostrano una attività vulcanica da miliardi di anni. Questo è sorprendente perché i dati recenti sui terremoti lunari suggeriscono che vi sarebbe abbondanza di magma liquido nel profondo della Luna e una parte delle rocce che vi risiedono si pensa che siano ancora allo stato fuso.
Gli scienziati hanno ora identificato una probabile ragione per questa relativa tranquillità dello strato più superficiale: la roccia fusa negli strati più profondi della Luna potrebbe essere così densa che è semplicemente troppo pesante per salire in superficie come farebbe una bolla nell'acqua.
Per i loro esperimenti, gli scienziati hanno prodotto copie microscopiche di roccia lunare raccolti dalle missioni Apollo e le hanno fuse alle pressioni e temperature estremamente elevate che si trovano all'interno del Luna. Hanno quindi misurato la loro densità con potenti fasci di raggi X.
Il team è stato guidata da Mirjam van Kan Parker e Wim van Westrenen della VU University of Amsterdam ed è composto da scienziati delle Università di Parigi 6/CNRS, Lione 1/CNRS, Edimburgo, e dall'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) a Grenoble.
Cinque decenni dopo le missioni Apollo, la formazione e la storia geologica della Luna continua a nascondere molti segreti. Gli astronauti non solo hanno riportato 380 kg di rocce lunari sulla Terra, ma hanno anche utilizzato molti strumenti scientifici sulla superficie. L'anno scorso, gli scienziati della NASA hanno pubblicato un nuovo modello degli interni della Luna, utilizzando i dati dei "Moonquake" tratti dai sismometri delle missioni Apollo.
Renee Weber e i suoi colleghi sostengono che le parti più profonde del mantello lunare, che si affacciano sul piccolo nucleo metallico, sono parzialmente fuse, almeno fino al 30 per cento. Sulla Terra, tali organismi di magma tendono a muoversi verso la superficie portando ad eruzioni vulcaniche. Se l'interno profondo della Luna contenesse davvero così tanto magma, perché non vediamo spettacolari eruzioni vulcaniche sulla sua superficie?
La forza motrice per il movimento verticale del magma è la differenza di densità tra il magma e il materiale circostante solido, spingendo il magma liquido lentamente verso l'alto come una bolla. Più caldo è il magma liquido, più violento sarà il movimento verso l'alto.
Per determinare la densità del magma lunare, Wim van Westrenen e i suoi colleghi hanno sintetizzato la roccia lunare nel loro laboratorio di Amsterdam, utilizzando per la loro "ricetta" i campioni lunari delle missioni Apollo.
Le pressioni e le temperature vicino al nucleo della Luna sono a più di 45.000 bar e a circa 1500 gradi. È possibile generare queste condizioni estreme con piccoli campioni, riscaldandoli con una corrente elettrica mentre lo schiacciamento avviene in una pressa. Misurando l'attenuazione di un potente fascio di sincrotrone di raggi X all'ESRF che attraversa il campione sia solido che fuso, la densità ad alta pressione ed alta temperatura può essere misurata. "Abbiamo dovuto utilizzare il più brillante fascio di raggi X in tutto il mondo per questo esperimento, perché il campione di magma è così piccolo e confinato in un massiccio contenitore altamente assorbente. Senza un fascio luminoso di raggi X, non si può misurare queste variazioni di densità ", dice Mohamed Mezouar dal ESRF.
Le misurazioni presso l'ESRF sono state combinate con delle simulazioni al computer per calcolare la densità del magma in ogni posizione della Luna.
Quasi tutti i magmi lunari sono risultati meno densi del solido che li circondano, in modo simile alla situazione sulla Terra. C'è una sola eccezione importante: le piccole gocce di titanio ricco di vetro trovate nella missione Apollo 14, producono un magma liquido denso come le rocce che si trovano nelle parti più profonde del mantello lunare oggi. Questo magma non si muove verso la superficie.
Tale titanio ricco di magma può essere formato da rocce ricche di di titanio solido. Gli esperimenti precedenti hanno dimostrato che tali rocce si sono formate subito dopo la formazione della Luna a livelli poco profondi, vicino alla superficie. Come sono arrivati dunque in profondità nel mantello? Gli scienziati concludono che i grandi movimenti verticali devono essersi verificati nella prima parte della storia lunare, durante la quale le rocce ricche di titanio discendevano vicino la superficie fino al nucleo-mantello.
"Dopo la discesa, il magma formato da queste rocce in prossimità della superficie, era molto ricco in titanio e si è accumulato nella parte inferiore del mantello. Un pó come un saliscendi vulcanico.
Oggi, la Luna si sta ancora raffreddando, così mentre si scioglie al suo interno, in un lontano futuro, il dispositivo di raffreddamento e di solidificazione fusione cambierà nella composizione, probabilmente rendendola meno densa di quella odierna Questo magma più leggero potrebbe fare la sua strada di nuovo verso la superficie formando un vulcano attivo sulla Luna. Cosa che sarebbe uno spettacolo, ma per il momento, questa è solo un'ipotesi per stimolare altri esperimenti", conclude Wim van Westrenen.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Geoscience il 19 febbraio 2012.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120219143323.htm
Gli scienziati hanno ora identificato una probabile ragione per questa relativa tranquillità dello strato più superficiale: la roccia fusa negli strati più profondi della Luna potrebbe essere così densa che è semplicemente troppo pesante per salire in superficie come farebbe una bolla nell'acqua.
Per i loro esperimenti, gli scienziati hanno prodotto copie microscopiche di roccia lunare raccolti dalle missioni Apollo e le hanno fuse alle pressioni e temperature estremamente elevate che si trovano all'interno del Luna. Hanno quindi misurato la loro densità con potenti fasci di raggi X.
Il team è stato guidata da Mirjam van Kan Parker e Wim van Westrenen della VU University of Amsterdam ed è composto da scienziati delle Università di Parigi 6/CNRS, Lione 1/CNRS, Edimburgo, e dall'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) a Grenoble.
Cinque decenni dopo le missioni Apollo, la formazione e la storia geologica della Luna continua a nascondere molti segreti. Gli astronauti non solo hanno riportato 380 kg di rocce lunari sulla Terra, ma hanno anche utilizzato molti strumenti scientifici sulla superficie. L'anno scorso, gli scienziati della NASA hanno pubblicato un nuovo modello degli interni della Luna, utilizzando i dati dei "Moonquake" tratti dai sismometri delle missioni Apollo.
Renee Weber e i suoi colleghi sostengono che le parti più profonde del mantello lunare, che si affacciano sul piccolo nucleo metallico, sono parzialmente fuse, almeno fino al 30 per cento. Sulla Terra, tali organismi di magma tendono a muoversi verso la superficie portando ad eruzioni vulcaniche. Se l'interno profondo della Luna contenesse davvero così tanto magma, perché non vediamo spettacolari eruzioni vulcaniche sulla sua superficie?
La forza motrice per il movimento verticale del magma è la differenza di densità tra il magma e il materiale circostante solido, spingendo il magma liquido lentamente verso l'alto come una bolla. Più caldo è il magma liquido, più violento sarà il movimento verso l'alto.
Per determinare la densità del magma lunare, Wim van Westrenen e i suoi colleghi hanno sintetizzato la roccia lunare nel loro laboratorio di Amsterdam, utilizzando per la loro "ricetta" i campioni lunari delle missioni Apollo.
Le pressioni e le temperature vicino al nucleo della Luna sono a più di 45.000 bar e a circa 1500 gradi. È possibile generare queste condizioni estreme con piccoli campioni, riscaldandoli con una corrente elettrica mentre lo schiacciamento avviene in una pressa. Misurando l'attenuazione di un potente fascio di sincrotrone di raggi X all'ESRF che attraversa il campione sia solido che fuso, la densità ad alta pressione ed alta temperatura può essere misurata. "Abbiamo dovuto utilizzare il più brillante fascio di raggi X in tutto il mondo per questo esperimento, perché il campione di magma è così piccolo e confinato in un massiccio contenitore altamente assorbente. Senza un fascio luminoso di raggi X, non si può misurare queste variazioni di densità ", dice Mohamed Mezouar dal ESRF.
Le misurazioni presso l'ESRF sono state combinate con delle simulazioni al computer per calcolare la densità del magma in ogni posizione della Luna.
Quasi tutti i magmi lunari sono risultati meno densi del solido che li circondano, in modo simile alla situazione sulla Terra. C'è una sola eccezione importante: le piccole gocce di titanio ricco di vetro trovate nella missione Apollo 14, producono un magma liquido denso come le rocce che si trovano nelle parti più profonde del mantello lunare oggi. Questo magma non si muove verso la superficie.
Tale titanio ricco di magma può essere formato da rocce ricche di di titanio solido. Gli esperimenti precedenti hanno dimostrato che tali rocce si sono formate subito dopo la formazione della Luna a livelli poco profondi, vicino alla superficie. Come sono arrivati dunque in profondità nel mantello? Gli scienziati concludono che i grandi movimenti verticali devono essersi verificati nella prima parte della storia lunare, durante la quale le rocce ricche di titanio discendevano vicino la superficie fino al nucleo-mantello.
"Dopo la discesa, il magma formato da queste rocce in prossimità della superficie, era molto ricco in titanio e si è accumulato nella parte inferiore del mantello. Un pó come un saliscendi vulcanico.
Oggi, la Luna si sta ancora raffreddando, così mentre si scioglie al suo interno, in un lontano futuro, il dispositivo di raffreddamento e di solidificazione fusione cambierà nella composizione, probabilmente rendendola meno densa di quella odierna Questo magma più leggero potrebbe fare la sua strada di nuovo verso la superficie formando un vulcano attivo sulla Luna. Cosa che sarebbe uno spettacolo, ma per il momento, questa è solo un'ipotesi per stimolare altri esperimenti", conclude Wim van Westrenen.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Geoscience il 19 febbraio 2012.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120219143323.htm
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