THEIA: NUOVE SCOPERTE

Circa 4,5 miliardi di anni fa, un evento drammatico trasformò per sempre la Terra. 

Un protopianeta noto come Theia colpì il nostro pianeta. Gli scienziati non riescono ancora a ricostruire completamente la sequenza dell'impatto o ciò che è seguito, ma le conseguenze sono chiare. La collisione ha alterato le dimensioni, la struttura e l'orbita della Terra e alla fine ha portato alla creazione della Luna, che da allora è rimasta la nostra costante compagna nello spazio.

Questo solleva diverse domande importanti. Che tipo di oggetto si è scontrato con la Terra? Quanto era massiccia Theia, di cosa era composta e da quale regione del Sistema Solare è arrivata? 

Queste domande rimangono impegnative perché Theia non è sopravvissuta all’impatto. 

Nonostante ciò, gli indizi chimici legati alla sua esistenza persistono all'interno della Terra e della Luna. 

Un nuovo studio pubblicato il 20 novembre 2025, su Science e condotto da ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) e dell'Università di Chicago utilizza questi indizi per ricostruire la probabile composizione di Theia e identificare dove potrebbe essersi formata.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno misurato i rapporti di isotopi del ferro nelle rocce della Terra e della Luna con un livello di precisione mai raggiunto prima. Hanno analizzato 15 campioni dalla Terra e sei campioni lunari restituiti dalle missioni Apollo. I risultati erano coerenti con il lavoro precedente sugli isotopi di cromo, calcio, titanio e zirconio: la Terra e la Luna non mostrano differenze misurabili in questi rapporti.

Questa partita ravvicinata, tuttavia, non rivela direttamente com'era Theia. Modelli di collisione multipli potrebbero ancora produrre lo stesso risultato finale. In alcuni scenari, la Luna si forma principalmente dal materiale di Theia. In altri, la Terra primordiale contribuisce con la maggior parte del materiale, o i due corpi si mescolano così accuratamente che le loro singole firme non possono essere separate.

Per saperne di più su Theia, il team ha trattato il sistema Terra-Luna come un puzzle che potrebbe essere risolto all'indietro. 

Considerando le identiche firme isotopiche trovate in entrambi i corpi, hanno testato combinazioni di possibili composizioni di Theia, dimensioni e proprietà delle prime della Terra che avrebbero potuto produrre lo stato finale che osserviamo oggi.

La loro analisi includeva isotopi di ferro, cromo, molibdeno e zirconio. Ogni elemento fornisce informazioni su una diversa fase dello sviluppo planetario.

Molto prima della collisione con Theia, la prima Terra ha sperimentato un processo di differenziazione interna. Man mano che si formava il nucleo metallico della Terra, elementi come il ferro e il molibdeno migrarono verso l'interno e si concentrarono lì, lasciando il mantello con quantità molto inferiori. Il ferro che ora si trova nel mantello della Terra deve quindi essere arrivato dopo la formazione del nucleo, forse consegnato da Theia. Elementi come lo zirconio, che è rimasto nel mantello, registrano l'intera storia della formazione del pianeta.

Quando i ricercatori hanno confrontato tutte le combinazioni matematicamente possibili di Theia e delle prime composizioni della Terra, hanno scoperto che alcuni risultati erano altamente improbabili.

"Lo scenario più convincente è che la maggior parte degli elementi costitutivi della Terra e di Theia hanno avuto origine nel Sistema Solare interno. È probabile che la Terra e Theia siano stati vicini di casa" ha detto Timo Hopp, scienziato MPS e autore principale del nuovo studio

Il primo indizio della Terra può essere spiegato principalmente come un mix di tipi di meteoriti noti. 

Theia è diversa. I meteoriti provengono da regioni specifiche del Sistema Solare e agiscono come punti di riferimento per i materiali disponibili durante la formazione dei pianeti. Nel caso di Theia, i dati suggeriscono che la sua composizione non può essere completamente abbinata a gruppi di meteoriti noti. Invece, i risultati indicano che parte del materiale da costruzione di Theia proveniva da ancora più vicino al Sole rispetto alla regione di origine della Terra. Secondo i calcoli della squadra, Theia molto probabilmente formò l'interno dell’orbita terrestre, prima che i due corpi alla fine si scontrassero.

Fonte della storia:

Materiale fornito dal Max Planck Institute for Solar System Research.

Foto Credit: MPS / Mark A. Aglio

La Metamorfosi del ghiaccio lunare

Un gruppo di scienziati della Nasa e dell’università del New Hampshire ha forse risolto un mistero lunare: la formazione di idrogeno molecolare a partire dall'acqua ghiacciata nel cratere perennemente in ombra dove atterrò la missione LCROSS. I responsabili sono i raggi cosmici che penetrano sotto la superfice dissociano l’acqua facendola passare da H20 a H2.

I ricercatori del dell’Università del New Hampshire e del NASA Goddard Space Flight Center hanno risolto un mistero che riguardava di una delle regioni più fredde del sistema solare: un cratere permanentemente in ombra sulla Luna. Utilizzando i dati raccolti dal Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA (LRO), hanno spiegato in che modo le particelle energetiche che penetrano il suolo lunare possono creare idrogeno molecolare dall’acqua ghiacciata. La scoperta permette di comprendere in che modo le radiazioni possono cambiare la chimica del ghiaccio d’acqua in tutto il sistema solare.

Scoprire idrogeno molecolare sulla Luna è stato un risultato a sorpresa per la missione della NASA Lunar Crater Observation Sensing Satellite (LCROSS), portata da un razzo Centaur fino a schiantarsi nel cratere Cabeo, nella regione permanentemente in ombra della luna. Queste regioni non sono mai state esposte alla luce del Sole e sono rimaste a temperature vicine allo zero assoluto per miliardi di anni, preservando in tal modo la natura incontaminata del suolo lunare.

La strumentazione di bordo di LCROSS ha rilevato nell’immenso pennacchio di detriti conseguente all’impatto della sonda vapore acqueo e acqua ghiacciata, che erano gli obbiettivi della missione. Invece LRO, già in orbita intorno alla Luna, ha rilevato l’idrogeno molecolare, una vera sorpresa.

Lo studio di Andrew Jordan e colleghi fornisce una spiegazione di come l’idrogeno molecolare, che è composto di due atomi di idrogeno e denotato chimicamente come H2, possa crearsi sotto la superficie della Luna.

“Dopo il ritrovamento, c’erano un paio di idee su come l’idrogeno molecolare poteva essersi formato, ma nessuno di queste sembrava accordarsi con le condizioni nel cratere o con l’impatto del razzo.” Jordan dice. “La nostra analisi mostra che i raggi cosmici galattici, che sono carichi di particelle energetiche sufficienti a penetrare sotto la superficie lunare, possono dissociare l’acqua, H2O, in H2 attraverso vari possibili percorsi.”

Le analisi si sono basate sui dati raccolti dal telescopio Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRATER)che si trova a bordo della sonda LRO. Jordan, ricercatore presso lo University of New Hampshire’s Institute for the Study of Earth, Oceans, and Space (EOS) è un membro del team scientifico di Crater, guidato dal ricercatore principale Nathan Schwadron. Schwadron è stato il primo a suggerire le particelle energetiche come possibile meccanismo per la creazione di idrogeno molecolare.

“Abbiamo utilizzato le misurazioni del cratere per avere un’idea di quanto idrogeno molecolare si sia formato dal ghiaccio d’acqua per via delle particelle cariche.” Il modello al computer creato da Jordan ha incorporato i dati del cratere e ha dimostrato che queste particelle energetiche possono formare tra il 10 e il 100 per cento dell’idrogeno molecolare misurato da LAMP.

Lo studio sottolinea che per ridurre quell’incertezza sarebbero necessari esperimenti sull’acqua ghiacciata effettuati con gli acceleratori di particelle, per valutare con maggiore precisione il numero di reazioni chimiche che hanno luogo per unità di energia veicolata dai raggi cosmici e dalle particelle energetiche solari.

A cura di Antonio Marro

Foto
Vista panoramica lunare, presa dal Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, del bordo nord del cratere Cabeo. La distanza da sinistra a destra è di circa 75 chilometri. CREDIT: Image of NASA / GSFC / Arizona State Univ.

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/06/20/la-metamorfosi-del-ghiaccio-lunare/

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Le Masse Nascoste Della Luna

Usando i dati della missione NASA Grail, i ricercatori sono riusciti a mappare con grande precisioni le anomale concentrazioni di massa sotto la superficie lunare che alterano il campo gravitazionale del satellite. Una nuova missione sulla Luna potrebbe ora navigare con maggiore precisione e meno rischi.

Per i ricercatori era una specie di mistero. Per i satelliti che orbitano attorno alla Luna, o gli astronauti che in futuro dovessero tornarci, era persino un pericolo. Grandi e anomale concentrazioni di massa che si annidano invisibili sotto la superficie lunare, che alterano bruscamente il campo gravitazionale e possono tirare o spingere fuori rotta un veicolo spaziale di passaggio.

Il “mistero” delle mascon (contrazione delle parole inglesi mass e concetration), scoperto dalle prime missioni Apollo, è stato ora risolto da un team di scienziati guidati dall’Università Purdue come parte della missione GRAIL della NASA.

“Nel 1968 le concentrazioni di massa sono state una scoperta sgradita, e sono rimaste un mistero da allora”, ha detto Jay Melosh, un membro del Gravity Recovery and Interior Laboratory, o GRAIL, team scientifico che ha condotto la ricerca. “GRAIL ha mappato tutte le concentrazioni di massa lunari, e abbiamo anche una migliore comprensione di come si sono sviluppate. Se dovessimo tornare sulla luna, potremmo ora navigare con grande precisione.”

Una migliore comprensione di queste caratteristiche aggiunge anche indizi sull’origine della Luna e sulla sua evoluzione e sarà utile nello studio di altri pianeti, in quanto sappiamo che analoghe concentrazioni di massa sono presenti anche su Marte e Mercurio.

Il team ha confermato pienamente la teoria che le concentrazioni di massa sono state causate da impatti di enormi asteroidi avvenuti miliardi di anni fa e che questi impatti hanno cambiato la densità del materiale sulla superficie della luna, e il suo campo di gravità. Lo studio è pubblicato sulla rivista Science.

“Ora sappiamo che la luna in passato era molto più calda di quanto lo sia ora e che la crosta era più sottile di quanto pensassimo”, ha detto Melosh. “Per la prima volta siamo in grado di capire le dimensioni degli asteroidi che hanno colpito la luna, cercando bacini lasciati dagli impatti. Ora abbiamo gli strumenti per capire di più sul pesante bombardamento di asteroidi avvenuto sulla Luna e ciò che la Terra avrebbe potuto avere di fronte. ”

Le concentrazioni di massa hanno tipicamente una forma simile ad un bersaglio, con un eccesso di gravità nel centro, circondato da un anello di deficit di gravità e da un anello esterno ancora di eccesso. Il team ha scoperto che questo pattern è la naturale conseguenza della sequenza di scavo del cratere, crollo e raffreddamento a seguito di un impatto.

Il team ha spiegato che l’aumento di densità di massa e di forza gravitazionale nel centro è causato dal materiale lunare sciolto a causa del calore emanato dall’impatto dell’asteroide. La fusione ha fatto sì che il materiale diventasse più forte e più denso, attirando a sé materiale aggiuntivo dalle zone circostanti.

Il team ha analizzato i bacini delle concentrazioni di massa Freundlich-Sharanov e Humorum. Utilizzando il set di dati GRAIL, che offre una mappa dettagliata della distribuzione delle masse nella luna senza precedenti. Durante le loro missioni, le due sonde GRAIL hanno trasmesso segnali radio che indicano con precisione le minime variazioni nella distanza tra le due sonde, a sua volta legata alla maggiore o minore gravità delle zone che stavano sorvolando. Gli scienziati di GRAIL stanno utilizzando questi dati per ottenere informazioni dettagliate sulla struttura interna della Luna e sulla sua composizione.

A cura di Antonio Marro

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/05/30/le-masse-nascoste-della-luna/

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La Luna e la Terra hanno avuto l'acqua in comune

I ricercatori hanno utilizzato una microsonda a microioni per studiare i rapporti dell'idrogeno-deuterio in una roccia lunare, scoprendo che'acqua della Luna non è venuta dalle comete, ma dalla Terra 4,5 miliardi anni fa, quando una collisione gigante con altro corpo originó la Luna.

Secondo questa nuova ricerca, l'acqua all'interno del mantello lunare sarebbe giunta dai meteoriti primitivi che avrebbero fornito anche la maggior parte dell'acqua sulla Terra. I risultati sollevano nuove domande sul processo che ha formato la Luna.
La Luna si pensa che si sia formata da un disco di detriti lanciati quando un oggetto gigante colpì la Terra 4,5 miliardi anni fa. Gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che il calore sprigionatosi dall'impatto avrebbe causato agli elementi volatili come l'idrogeno, di bollire nello spazio, rendendo la neonata Luna essenzialmente asciutta. Ma di recente, i veicoli spaziali della NASA e la nuova ricerca sui campioni delle missioni Apollo hanno dimostrato che la Luna ha in realtà l'acqua, sia sulla sua superficie che al di sotto di essa.

Per dimostrare che l'acqua sia sulla Luna che sulla Terra è venuta dalla stessa fonte, questo studio offre le prove scientifiche:
"La spiegazione più semplice per quello che abbiamo trovato è che c'era acqua sulla proto-Terra al momento dell'impatto gigante", ha dichiarato Alberto Saal, professore associato di scienze geologiche alla Brown University e autore principale dello studio. "Essa è sopravvissuta all'impatto, e questo è ciò che vediamo nella Luna".
La ricerca è stata co-scritto da Erik Hauri della Carnegie Institution di Washington, James Van Orman della Case Western Reserve University, e Malcolm Rutherford dall Brown e pubblicata online su Science Express.

Per trovare l'origine dell'acqua della Luna, Saal e colleghi hanno esaminato le inclusioni vetrose presenti nei campioni riportati sulla Terra dalle missioni Apollo.
Le inclusioni sono piccoli punti di vetro vulcanico intrappolati all'interno di cristalli di olivina. I cristalli evitano che l'acqua che fuoriesca durante un'eruzione e permettono ai ricercatori di avere un'idea di ciò che c'era all'interno della Luna.

La ricerca effettuata dal 2011 da parte di Hauri ha scoperto che le inclusioni vetrose hanno un'abbondanza di acqua come quella presente nelle rocce terrestri.
Questo studio era mirato a trovare l'origine dell'acqua. Per fare questo, Saal ed i suoi colleghi hanno esaminato la composizione isotopica dell'idrogeno intrappolato nelle inclusioni.
"Per capire l'origine del idrogeno, avevamo bisogno di una impronta digitale, ovvero una composizione isotopica".

Utilizzando una microsonda a ioni NanoSIMS Cameca 50L disponibile alla Carnegie, i ricercatori hanno misurato la quantità di deuterio nei campioni rispetto alla quantità di idrogeno regolare. Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno con un neutrone in più.

Le molecole d'acqua provenienti da diversi luoghi del Sistema Solare hanno diverse quantità di deuterio. In generale, le cose formatesi più vicino al Sole hanno meno deuterio di cose formatesi più lontano da esso.

Saal ed i suoi colleghi hanno scoperto che il rapporto deuterio/idrogeno nelle inclusioni vetrose era relativamente basso e corrispondeva al rapporto trovato nelle condriti carbonacee, le meteoriti provenienti dalla fascia di asteroidi vicino a Giove ritenuti i più antichi oggetti del sistema solare.

Ciò significa che la fonte di acqua sulla Luna sono state le meteoriti primitive e non le comete come pensavano alcuni scienziati.
Le comete, come i meteoriti, sono note per portare acqua e altri elementi volatili, ma tendono ad avere elevati rapporti di deuterio/idrogeno, rapporti molto più alti rispetto a quelli presenti all'interno della Luna, da dove provengono i campioni utilizzati in questo studio.
"Le stesse misurazioni erano molto difficili", ha detto Hauri, "ma i nuovi dati forniscono la migliore evidenza possibile che le condriti contenenti carbonio sono una fonte comune per le sostanze volatili nella terra e della Luna, e forse per l'intero Sistema Solare interno".

Recenti ricerche, secondo Saal, hanno scoperto che ben il 98% dell'acqua sulla Terra arriva anche dalle meteoriti primitive, che suggerisce una fonte comune per l'acqua sulla Terra e sulla Luna.
Il modo più semplice per spiegare ció è che l'acqua era già presente sulla Terra primordiale ed è stata trasferita alla Luna.

Il risultato non è necessariamente incompatibile con l'idea che la Luna si sia formata da un gigantesco impatto con la Terra primordiale, ma presenta un problema. Se la Luna è stata realizzata da materiale venuto dalla Terra, ha senso che l'acqua abbia una fonte comune, ma c'è ancora la questione di come l'acqua sia stata in grado di sopravvivere ad uno scontro così violento.

"L'impatto in qualche modo non ha causato la perdita di tutta l'acqua", ha detto Saal. "Ma noi non sappiamo come sia avvenuto questo processo".
Alcuni processi sulla formazione dei pianeti non sono infatti ancora noti.
"Il nostro lavoro suggerisce che gli elementi ancora altamente volatili non possano essere persi completamente durante un impatto gigante", ha detto Van Orman.

Traduzione a cura di Arthur McPaul

Foto in alto:
Immagine di una inclusione lunare del campione 74220 riportato dall'Apollo 17, racchiuso all'interno di un cristallo di olivina. L'inserimento è di 30 micron di diametro. I cristalli scheletrici all'interno dell'inclusione fusa sono una raffinata combinazione di olivina e ilmenite. La zona scura in basso a sinistra è una microsonda inserita all'interno.
CREDITO: John Armstrong / Geophysical Laboratory della Carnegie Institution di Washington

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130509142054.htm

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Bombardamento a Tappeto Nel Sistema Solare

Nel giovane Sistema solare non fu solo la Luna a sperimentare un periodo di intenso bombardamento di meteoriti ma anche l'asteroide Vesta. Questi i risultati di uno studio apparso online sul sito di Nature Geoscience e guidato da Simone Marchi, ricercatore italiano che lavora negli USA e a cui ha partecipato Maria Cristina De Sanctis, dell'INAF-IAPS.

Circa quattro miliardi di anni fa la Luna attraversò un periodo non certo facile, subendo un vero e proprio bombardamento di meteoriti che ne scolpì la superficie dandole l’aspetto che oggi osserviamo. Questa epoca, così catastrofica e non a caso ribattezzata ‘cataclisma lunare’, si protrasse per parecchie decine di milioni di anni. Ma a quanto pare, in quel turbolento periodo della storia del Sistema solare non fu solo il nostro satellite a fare le spese di questa pioggia di proiettili cosmici. Anche l’asteroide Vesta, distante quasi 200 milioni di chilometri e forse anche altri asteroidi di grandi dimensioni hanno subito un trattamento simile a quello della Luna.

È questo lo scenario che emerge da uno studio pubblicato nell’ultimo numero della rivista Nature Geoscience e guidato dal ricercatore italiano Simone Marchi, in forza al Southwest Research Institute (SwRI) di Boulder, Colorado, e al Lunar and Planetary Institute della NASA a Houston, Texas. Il lavoro ha messo in relazione per la prima volta alcune proprietà delle rocce lunari portate a Terra dalle missioni Apollo con quelle di alcuni particolari tipi di meteoriti caduti sul nostro pianeta, ovvero le Howarditi e le Eucriti, che si sarebbero staccate proprio da Vesta. I risultati di questo studio portano alla luce alcune inattese somiglianze tra i campioni lunari e le meteoriti, come la distribuzione delle abbondanze degli isotopi dell’Argon, che sarebbero legate a un bombardamento di meteoriti ad alta velocità avvenuto nelle prime fasi di formazione del Sistema solare.

“Con il nostro lavoro abbiamo evidenziato che le meteoriti provenienti dagli asteroidi -ed in modo particolare da Vesta- mostrano segni dello spopolamento della fascia principale di asteroidi, avvenuto circa 4 miliardi di anni fa” dice Marchi. “Gli asteroidi rimossi hanno impattato a velocità elevata quelli rimasti nella fascia principale e la Luna, lasciando tracce inequivocabili dovute alle alte temperature prodotte nelle collisioni”.

I ricercatori sono giunti a queste conclusioni con il supporto di simulazioni al computer che hanno dimostrato come alcune proprietà chimico-fisiche dei meteoriti provenienti da Vesta possano essere state determinate da impatti primordiali subiti dall’asteroide con altri corpi minori. Impatti avvenuti con velocità relative molto elevate, dell’ordine dei 36.000 chilometri l’ora. Questi scontri si sarebbero prodotti proprio nell’epoca del cataclisma lunare e sarebbero stati causati dal riadattamento delle orbite dei pianeti giganti come Giove e Saturno, migrati dalle posizioni che avevano all’alba del Sistema solare con quelle che oggi possiedono. Questo riassestamento provocò una destabilizzazione delle traiettorie di molti corpi della fascia di asteroidi, innescando così questo bombardamento che ha investito non solo i pianeti e le lune del Sistema solare interno, ma anche i corpi maggiori della stessa cintura degli asteroidi.

Determinanti in questo studio multidisciplinare sono stati i dati e le osservazioni raccolti dalla missione Dawn della NASA, dedicata allo studio degli asteroidi Vesta e Cerere, come spiega ai nostri microfoni Maria Cristina De Sanctis, dell’INAF IAPS, team leader dello spettrometro VIR a bordo della sonda, tra i coautori dell’articolo: “Le osservazioni e le misure effettuate dagli strumenti della sonda Dawn, tra cui VIR, sono state fondamentali per confermare che le meteoriti cadute sulla terra e classificate come Howarditi ed Eucriti si sono staccate da Vesta. È un po’ come se Dawn si sia trasformata in una missione che ci ha permesso di raccogliere dei campioni dell’asteroide stesso, non già riportandoceli dallo spazio, ma che noi abbiamo già a disposizione sulla Terra sotto forma di meteoriti e che possiamo datare e analizzare in dettaglio per capire la loro storia evolutiva”.

A cura di Marco Galliani

Foto In Alto:
Rappresentazione artistica

Fonte
http://www.media.inaf.it/2013/03/25/bombardardamento-a-tappeto/


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Ancora Tracce Di Acqua Sulla Luna, Tutto Da Riscrivere!

Sono stati scoperti alti livelli di acqua all'interno della struttura cristallina dei campioni minerali prelevati dalla crosta lunare, durante le missioni Apollo. Oltre a cambiare per sempre l'idea che avevamo dell'arida e sterile Luna, scricchiola la teoria classica sulla sua formazione.

Gli altopiani lunari si ritiene che rappresentino la crosta originale, cristallizzata da un oceano di magma su una Luna in gran parte fusa precocemente. Le nuove scoperte indicano che il nostro satellite naturale, fosse bagnato e che l'acqua non è stata sostanzialmente persa durante la sua formazione.
I risultati sembrano contraddire la teoria predominante sulla formazione lunare, che cioè si formó da detriti generati durante un gigantesco impatto tra la Terra e un altro corpo planetario, circa le dimensioni di Marte, secondo quanto sostengono i nuovi studi del prof. UM Youxue Zhang e suoi colleghi.
"Poiché queste sono alcune delle rocce più antiche della Luna, l'acqua doveva essere presente quando si formò", ha detto Zhang. "Questo è un pó difficile da spiegare con la corrente teoria sulla sua formazione, in cui la Luna si formó attraverso la raccolta del materiale espulso da un impatto gigante con la proto-Terra.
"In base a tale modello, il materiale espulso caldo avrebbe dovuto essersi degasato quasi completamente, eliminando tutta l'acqua".

Un articolo intitolato "L'acqua negli anorthosites lunari e le prove per una luna precoce umida" è stato pubblicato online il 17 febbraio sulla rivista Nature Geoscience.

Il primo autore è Hejiu Hui, presso l'Università di Notre Dame.
Nel corso degli ultimi cinque anni, le osservazioni spaziali e le nuove misurazioni di laboratorio sui campioni lunari delle missioni Apollo, hanno annullato la vecchia credenza che la Luna sia asciutta.
Nel 2008, la misurazione di laboratorio dei campioni lunari Apollo con le microsonde a ioni di idrogeno hanno rilevato di avere una grossa quantità indigena di acqua idrossile, le tracce fossili della sua presenza. Nel 2009, la missione NASA LCROSS impattata in un cratere lunare permanentemente in ombra, ha espulso un pennacchio di materiale che era sorprendentemente ricco di ghiaccio d'acqua.

Le ossidrili sono state rilevate anche in altre rocce vulcaniche e sullo strato di polvere fine e di ghiaia che ricopre la superficie lunare. Le ossidrili, che consistono di un atomo di idrogeno e uno di ossigeno, sono state individuate dallo studio dell'anorthosite lunare riportato in Nature Geoscience.
Nell'ultimo lavoro, grazie alla spettroscopia infrarossa è stato analizzato il contenuto di acqua nei granuli di feldspato plagioclasio dalle anorthosites lunari, le rocce dell'altopiano composto di oltre il 90 per cento plagioclasio.

I colori brillanti delle rocce degli altopiani si ritiene che si siano formati presto nella storia della Luna, quando il plagioclasio si è cristallizzato da un oceano di magma e ha galleggiato in superficie.
Il lavoro di spettroscopia infrarossa, che è stato condotto presso presso il laboratorio di UM Zhang e quello del co-autore Anne Peslier, ha rilevato circa 6 parti per milione di acqua.
"La scoperta sorprendente di questo lavoro è che nelle rocce lunari, anche in quelle senza minerali come il feldspato plagioclasio, il contenuto di acqua può essere rilevato", ha detto Zhang e il professor James R. O'Neil.
"Non è l'acqua liquida, quella misurata nel corso di questi studi, ma gruppi di ossidrilici distribuiti all'interno del grano minerale", ha detto Hui.

I gruppi idrossilici rilevati sono la prova che l'interno lunare conteneva significative parti di acqua durante lo stato iniziale fuso della Luna, prima che la crosta si solidificó e possa aver giocato un ruolo chiave nello sviluppo dei basalti lunari.
"La presenza di acqua", ha detto Hui, "potrebbe aver comportato una solidificazione più prolungata dell'oceano di magma lunare".
I ricercatori hanno analizzato i semi di anorthosites ferroan 15415 e 60015, così come la troctolite 76535. Il Ferroan anorthosite 15415 è uno delle migliori rocce conosciute della collezione Apollo ed è comunemente chiamato il Rock Genesis, perché gli astronauti pensavano di avere un pezzo di crosta primordiale della luna. Esso è stato raccolto sul bordo del cratere Apur durante la missione Apollo 15.
La roccia ferroan anorthosite 60015 fu raccolta vicino al modulo lunare durante la missione Apollo 16. La roccia Troctolite 76535 è una grana grossa di roccia plutonica raccolta durante la missione Apollo 17.

Foto in alto
Chiamato "Genesis Rock", questo campione lunare di anorthosite è stato raccolto durante la missione Apollo 15 è si ritiene che sia un pezzo di crosta primordiale della Luna. (Credit: Foto per gentile concessione del NASA / Johnson Space Center)

Traduzione A Cura Di Arthur McPaul

Fonte
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130218132355.htm

LRO Rileva Elio Nell'Atmosfera Terrestre

Gli scienziati che utilizzano lo spettronomo Lyman Alpha Mapping Project (LAMP) a bordo del NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), hanno fatto le prime osservazioni spettroscopiche di gas elio nobile nella tenue atmosfera che circonda la Luna.

Queste osservazioni di telerilevamento integrano le misurazioni del 1972 effettuate dal Lunar Experiment Atmospheric Composition (LACE) dell'Apollo 17.
Sebbene sia stato progettato per mappare la superficie lunare, il team di LAMP ha ampliato la propria indagine scientifica per esaminare le emissioni ultraviolette molto visibili nella tenue atmosfera al di sopra della superficie lunare in oltre 50 orbite.

Poiché l'elio risiede anche nello spazio interplanetario, sono state utilizzate diverse tecniche per rimuovere il segnale di fondo dell'elio e determinare la quantità di elio nativo sulla Luna. Lo studio è stato pubblicato sul Geophysical Research Letters nel 2012.

"La questione diventa ora, se l'elio ha origine all'interno della Luna, per esempio, a causa del decadimento radioattivo nelle rocce, o da una fonte esterna, come ad esempio il vento solare", si chiede il Dott. Alan Stern, ricercatore principale di LAMP e vice presidente associato dello Space Science e della Divisione Engineering Southwest Research Institute, Boulder, Colorado

"Se trovassimo che è responsabile il vento solare, ci insegnerà molto su come lo stesso processo funziona in altri organi volatili", dice Stern.
Se le osservazioni spaziali non mostrano tale correlazione, il decadimento radioattivo o altri processi interni lunari potrebbero essere la produzione di elio che si diffonde dall'interno o che viene rilasciato durante i terremoti lunari.
"Con la visione globale di LAMP mentre si muove attraverso la Luna nelle osservazioni future, saremmo in una posizione ideale per determinare meglio la fonte principale di elio", spiega Stern.

Un altro punto per la ricerca futura coinvolge l'abbondanze di elio. Le misurazioni di LACE del 1970 hanno mostrato un aumento abbondante di elio durante la notte. Questo potrebbe essere spiegato con il raffreddamento atmosferico, che concentra gli atomi a quote più basse. LAMP continuerà a ad indagare le abbondanze al variare con la latitudine.

Durante la sua campagna, LACE aveva anche rilevato il gas nobile argon sulla superficie lunare. Sebbene notevolmente più deboli allo spettrografo, LAMP cercherà l'argon e altri gas durante le osservazioni future.
"Queste innovative misurazioni sono state abilitate dalle nostre attività operative flessibili di LRO come compito della scienza, in modo che ora potremo comprendere la Luna con compiti che non erano previsti per LRO è quando stato lanciato nel 2009", ha detto Richard Vondrak, Project Scientist LRO della NASA al Goddard Space Flight Center, Greenbelt, nel Maryland

Foto In Alto:
Lunar Reconnaissance Orbiter spacecraft in una locandina. (Credit: NASA's Goddard Space Flight Center)

Traduzione A cura di Arthur McPaul

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/08/120815151612.htm

I Movimenti Segnati Sulla Superficie Lunare Sono Stati Causati Dagli Impatti

La superficie lunare è puntellata da migliaia di crateri da impatto, i resti delle collisioni che si sono verificati negli ultimi 4,5 miliardi di anni.
Il bacino Orientale, contiene una parte considerevole di recente formazione che si distingue dal resto. Il cratere, che si trova lungo il confine sud-occidentale tra le parti visibili e oscure della Luna, appare come una macchia scura circondata da cerchi concentrici di ejecta che raggiungono più di 900 km (560 miglia) dal punto d'impatto.

Anche se altri crateri sono dotati di anelli simili, la superficie lunare che circonda il bacino Orientale è insolitamente dura con concavità ridotta. Le caratteristiche anomale sono state identificate dal team di Kreslavsky dopo aver prodotto una mappa della rugosità della superficie lunare topografica grazie alle osservazioni dal Lunar Orbiter Laser Altimeter a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter.

Il fatto che altri crateri, anche quelli di analoghe dimensioni ed età, non abbiano caratteristiche simili, suggerisce agli autori che meccanismi quali agenti atmosferici o assestamenti gravitazionale non possono spiegare l'anomalia.

Invece, gli autori suggeriscono che il bacino Orientale, che si è formato circa 3,8 miliardi di anni fa, si distingue semplicemente perché è il più giovane grande cratere.
Essi propongono che ogni volta che un grande corpo impatta sulla Luna, le onde sismiche prodotte durante l'impatto si muovono attraverso il materiale solido lunare, inducendo uno scuotimento sismico che provoca frane e la sedimentazione di superficie. Si stima che il dispositivo di simulazione dovrebbe essere di almeno 100 km (62 miglia) per causare un notevole scuotimento sismico.

Purtroppo, per gli autori potrebbe essere necessario aspettare più di un pó di tempo per testare definitivamente le loro ipotesi, almeno fino a quando la Luna sarà nuovamente scossa da un asteroide massiccio, un evento cui il verificarsi è previsto nel prossimo futuro.

Traduzione e Adattamento A Cura Di Arthur McPaul

Foto In Alto
Bacino Orientale (credit: NASA)

Fonte:
http://c727752.r52.cf2.rackcdn.com/lro/lro_orientale.jpg

I GRAAL Sono In Prossimità Della Luna

Una nuova missione della NASA sarà a breve in orbita lunare per iniziare a mapparne la gravità.

Lanciati il 10 settembre del 2011, GRAAL-A e GRAAL-B stanno per eseguire l'inserimento in orbita lunare il giorno di Capodanno (1 gennaio) alle 2:05 pm PST (5:05 pm EST).

Quando saranno vicini alla Luna, gli orbiter si muoveranno da sud, volando quasi direttamente sul polo sud lunare. L'inserimento in orbita lunare per GRAAL-A impiegherà circa 40 minuti al fine di completare e modificare la velocità della sonda fino a circa 427 mph (687 kmh). L'inserimento GRAAL-B si verificherà circa 25 ore dopo e durerà circa 39 minuti alla sua velocità di 430 mph (692 kmh).

Le manovre di inserimento avranno luogo per ogni orbiter in un'orbita ellittica quasi polare, con un periodo di 11,5 ore. Nelle settimane successive, il team di controllo di GRAAL eseguirà una serie di manovre per ridurre la loro durata fino a poco meno di due ore. All'inizio della fase scientifica nel marzo 2012, i due GRAAL saranno in un'orbita quasi polare circolare, con un'altezza di circa 34 miglia (55 chilometri).

Durante tale fase la Luna ruoterà tre volte sotto l'orbita di GRAAL. La raccolta dei dati sulla gravità avverrà in una rotazione completa (27,3 giorni). Quando la raccolta dei dati scientifici sarà iniziata, la sonda trasmetterà segnali radio per definire con precisione la distanza tra loro. Le differenze regionali gravitazionali, si prevede che si espanderanno e si contrarranno in base alla distanza. Gli scienziati dei GRAAL useranno queste misure precise per definire il campo di gravità della Luna. I dati permetteranno agli scienziati di capire cosa succede sotto la superficie del nostro satellite. Queste informazioni ci aiuteranno a scoprire anche come la Luna, la Terra e altri pianeti terrestri si sono formati.

Maggiori informazioni sulla missione GRAAL sono online all'indirizzo: http://www.nasa.gov/grail e http://grail.nasa.gov.

Il kit stampa della missione GRAAL si puó trovare online all'indirizzo: http://www.jpl.nasa.gov/news/press_kits/graiLaunch.pdf

Fonte:

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-397

Traduzione a cura di Arthur McPaul

Scoperto Complesso Vulcanico Sul Lato Nascosto Della Luna

Le analisi di nuove immagini di un curioso "hot spot" sul lato più lontano della Luna, rivelano la presenza di una piccola area vulcanica creata dalla risalita del magma silicico.

La sua inusuale posizione e la composizione sorprendente della lava che l'hanno formata, offrono indizi allettanti per comprendere la storia termica della Luna.

Il punto caldo è una concentrazione di un elemento radioattivo chiamato torio, posto tra il grande e antico cratere da impatto Compton e il seguente Belkovich, che è stato il primo rilevato dallo spettronomo a raggi gamma del Lunar Prospector nel 1998.
La Compton-Belkovich Anomaly appare come un occhio di bue con la più alta concentrazione di torio al suo centro.

Recenti osservazioni, fatte con le potenti telecamere ottiche del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), hanno permesso agli scienziati di distinguere le caratteristiche vulcaniche del terreno al centro. Ad alta risoluzione, i modelli tridimensionali del terreno e le informazioni dallo strumento Diviner LRO hanno rivelato le caratteristiche geologiche non solo di fenomeni di vulcanesimo, ma anche in gran parte vulcanici e più rari in silicico.

"L'area costringerà gli scienziati a modificare le idee sulla storia vulcanica della Luna", dice Bradley Jolliff, PhD, professore di ricerca presso il Dipartimento di Scienze della Terra e planetarie in Arte e Scienze della Washington University di St. Louis, che ha guidato la squadra che ha analizzato le immagini LRO.
"E' un risultato fondamentalmente nuovo che ci farà ripensare sull'evoluzione termica e vulcanica della Luna", dice.

L'opera è descritta sul numero del 24 luglio online di Nature Geoscience.

Vulcanismo sulla Luna
Il vulcanismo lunare è molto diverso dal vulcanismo terrestre, perché esso è un corpo piccolo che si è raffreddato velocemente e non ha mai sviluppato una tettonica a zolle, come quella presente sul nostro pianeta.
La Luna, si ritiene che sia stata creata quando un corpo delle dimensioni di Marte impattó sulla Terra, assumendo un aspetto infernale (circa 4,5 miliardi di anni fa) con un oceano turbolento di roccia fusa fino a circa 400 chilometri di profondità.

Ma poiché la Luna era piccola e non aveva atmosfera, l'oceano di magma si raffreddó rapidamente, in soli 100 milioni di anni.
Alla fine i minerali più leggeri come il feldspato si cristallizzarono dal magma e galleggiarono verso l'alto per creare enormi masse di roccia feldspatica che formó poi gli altopiani lunari. Il ferro e magnesio denso ricchi di minerali, affondarono quando si cristallizzarono, formando la parte superiore del mantello della Luna.

La differenziazione della crosta e del mantello è stata seguita da un'ondata di attività vulcanica dai 3 a 4 miliardi di anni fa, quando le lave basaltiche scoppiarono sulla superficie lunare, riempiendosi di crateri da impatto e altri punti bassi fino a formare i mari lunari.

Uno dei misteri del vulcanesimo lunare è l'ineguale distribuzione di questi basalti. Quasi un terzo del lato vicino della Luna è coperta da basalti antichi, ma dall'altra parte, dove le rocce crostali sono più spesse, ce ne sono molte di meno.
Inoltre, quasi tutti i mari del vulcanismo sulla Luna sono basaltici piuttosto che silicicei, arricchiti di minerali contenenti ferro e magnesio, piuttosto che silicio e alluminio.

La crosta continentale della Terra, che riflette processi geologici attivi come la subduzione, le intrusioni magmatiche e la formazione delle montagne, comprendono numerosi scogli le cui composizioni sono intermedie tra basalto e rocce ricche di silicio come il granito, che sono comuni sulla Terra.
Sulla Luna, invece, ci sono molte rocce basaltiche e solo una piccola frazione di granito. Le rocce di composizione intermedia sono tutte mancanti.

"Non molto tempo fa", ci dice Jolliff, "gli scienziati parlavano della Luna costituita da due tipi di terreno, i "mari" e gli altopiani.
Questa semplice immagine della geologia della Luna è perdurata per molti anni, ma nel 2000, Jolliff e i suoi colleghi del dipartimento di Scienze della Terra E Planetologia WUSTL di McDonnell del Centro per le Scienze dello Spazio, introdussero un concetto in cui si distinguono tre diversi tipi di "terranes", o regioni della Luna con una distintiva storia geologica.

Uno di questi, che comprende gran parte del vulcanismo basaltico è chiamato Procellarum KREEP Terrane, o PKT in breve. Questo immenso "hot spot" lunare, contiene alte concentrazioni di torio radioattivo e di altri elementi che producono calore, come il potassio e l'uranio. [KREEP acronimo di potassio, (K), elementi delle terre rare (REE), e fosforo (P).]
"Quando l'oceano di magma si andó raffreddando" Jolliff ci spiega, "Gli elementi come il torio furono esclusi dalla cristallizzazione dei minerali formando sacche di magma ricco di KREEP inserite tra la crosta e il mantello.
Una concentrazione di calore sotto il KREEP Procellarum Terrane può essere in parte responsabile dell'intenso vulcanismo. "Le maria", ci spiega Jolliff, si sono formate quando gli elementi radioattivi a caldo dei minerali fusi nel profondo manto lunare, hanno formato la lava basaltica che è spuntato dalle fessure sulla superficie. Ben oltre la metà del Procellarum KREEP Terrane è stato riasfaltato dal vulcanismo.

Sebbene la maggior parte del vulcanismo era basaltico, con conseguenti grandi macchie scure sulla Luna, visibili anche ad occhio nudo dalla Terra, una forma molto più rara di vulcanismo, ha prodotto lave ricche di silice, anche nel PKT. Questi depositi vulcanici sono noti come "macchie rosse" a causa delle loro caratteristiche spettrali, e i risultati recenti della sonda LRO confermato la loro composizioni ricca di silice.

Alcune delle macchie rosse hanno forme caratteristice a cupola, alcune molto grandi, e tutto entro i confini del PKT.
Una nuova area vulcanica rivelata
fin dalla prima missione del Lunar Prospector, ricca di torio e posta sul lato più lontano della Luna, distante dal KREEP Procellarum Terrane, ha incuriosito Joliff.
"Quando il Lunar Reconnaissance Orbiter è stato lanciato nel 2009, siamo stati finalmente in grado di ottenere un'immagine ad alta risoluzione" (Foto di Apertura).

Al centro dell'occhio di bue di torio vi è un piccolo complesso vulcanico, dai 25 ai 35 km di diametro, a seconda della direzione, incastonato tra i crateri Compton e Belkovich, che sono rispettivamente di 162 e 214 chilometri.
Significativamente, la Compton-Belkovich Anomaly si trova a circa 900 chilometri nord-est dal KREEP Procellarum Terrane.
"Nelle immagini iniziali LRO, scattate con la camere ad angolo stretto (CNA), durante la fase di messa in servizio della missione, abbiamo potuto vedere le caratteristiche del terreno e il grumoso crollo che potrebbe essere di tipo vulcanico", dice Jolliff.

Ma il materiale sulla superficie circostante poteva anche essere stato prodotto da una esplosione da impatto. "Per essere sicuri che stavamo vedendo caratteristiche di tipo vulcaniche, abbiamo guardato più da vicino, con le immagini provenienti dalla CNA scattate durante la fase di mappatura, una volta che LRO aveva raggiunto la sua orbita circolare di 50 chilometri. Le camere ottiche CNA hanno prodotto immagini di 50 centimetri per pixel di risoluzione.
"Abbiamo mappato la stessa area più di una volta con la CNA," ha detto Jolliff. "Poi abbiamo inclinato a 'testacoda' la sonda in modo che potessimo ottenere immagini con un angolo diverso. Da questi due punti di vista abbiamo costruito un modello tridimensionale e digitale del terreno, (o DTM, che ci ha permesso di ruotare il terreno nel computer ".

Tra le funzioni di diagnostica rivelate da questi punti di vista abbiamo avuto le caratteristiche comunemente oscurate da ombre di una montagna e quello che sembra essere una zona del cerchio dove è stata commessa un'infrazione con conseguente collasso e perdita di massa (il movimento discendente di roccia o regolite).

Gli scienziati hanno rafforzato l'ipotesi di vulcanesimo riprendendo le sezioni trasversali attraverso il terreno e misurando le pendenze lungo queste sezioni.

Questo ha dimostrato, ad esempio, che una delle cupole è un altopiano con al vertice un'ampia depressione centrale, caratteristiche tipiche di un vulcano.
"E' insolito per una formazione geologica, avere una cima piatta o una depressione in cima a meno che non sia vulcanico", dice Jolliff. "Quello che succede è che il magma scompare all'interno dopo l'eruzione, lasciando una depressione".
La pendenza delle caratteristiche vulcaniche forniscono indizi per la composizione della lava che li ha formati. Considerando che i vulcani a scudo basaltico situati altrove sulla, in genere hanno pendici di 7 gradi o meno, mentre i Compton-Belkovich hanno pendenze che raggiungono i 20-25 gradi, il che suggerisce che si siano formati da una lava più viscosa.

Un altro indizio è venuto da uno degli altri strumenti LRO, un radiometro termico chiamato Diviner. (Questa strumento registra nella parte infrarossa dello spettro).
Il team è stato in grado di dimostrare che è presenteu na ricca concentrazione di roccia silicea, granito o riolite.

"Questo è molto insolito", dice Jolliff. "Ci sono solo circa una mezza dozzina di altre regioni sulla Luna che potrebbero essere ricche in silice, in quanto la Luna, a differenza della Terra, non ha potuto modellare i materiali rocciosi in modo che si concentrasse il silicio".

Jolliff e colleghi non possono ancora essere sicuri e sono riluttanti a speculare, ma sospettano che il complesso appena scoperto potrebbe essere molto più giovane rispetto alla maggior parte delle caratteristiche vulcaniche nel KREEP Procellarum Terrane.
"Anche se sappiamo dalle analisi dirette di campioni di roccia lunare che la maggior parte del vulcanismo si è verificato 3-4 miliardi di anni fa, possiamo vedere dall'orbita alcuni flussi di basalto più recenti, fino ad 1 miliardo di anni fa" dice Jolliff.
"Non abbiamo un modo per ottenere una data assoluta della Compton-Belkovich perché non abbiamo le rocce in mano, ma dato che ci sono relativamente pochi crateri, la superficie sembra in realtà abbastanza fresca. Vediamo piccole caratteristiche che non sono state completamente erose e cancellate dal processo di impatto. Se questa provincia vulcanica si è formata molto tardi, non avrebbe potuto essere soggetta al decadimento radioattivo perché quelle fonti di calore diminuiscono con il tempo e diventano sempre più difficili da ottenere per le lave sulla superficie".
"Ma", dice, "la Luna può ancora avere un nucleo fuso esterno. GRAAL, la missione che sarà lanciata alla fine di quest'anno potrebbe confermare questa idea. Ma se il nucleo esterno fosse fuso, potrebbe generare impulsi di calore. Dopo tutto, sulla Terra abbiamo punti caldi come la catena vulcanica delle Hawaii che sono associati con pennacchi profondi di calore. Un impulso di calore dalle profondità del mantello potrebbe sciogliere una tasca di KREEP ricco di roccia alla base della crosta, lasciata dalla cristallizzazione originale dell'oceano di magma", Jolliff ci dice. Inoltre: "La fusione potrebbe aver aumentato la base della crosta vicino alla superficie, gonfiandola in una cupola.
"Dato che questa lava cominció a cristallizzarsi si sarebbe differenziata per produrre una fusione più silicica che è stata poi arricchita con il torio.
L'eruzione effusiva di questo materiale avrebbe potuto produrre le caratteristiche ai lati ovest e est del Compton-Belkovich.
Le tarde eruzioni di lava siliciche avrebbero costituito cupole con fianchi ripidi. Alcune delle eruzioni più recenti avrebbero potuto creare corpi di molto ricchi in magma silicico che in superficie, avrebbe formato piccoli 'rigonfiamenti'.

"Sarebbe stato come per la cupola Novarupta nel Katmai National Park in Alaska. Una lava molto viscosa si gonfia come un palloncino che sale dal basso. E la superficie gonfia può dividersi e crepare, per poi solidificarsi" , dice.
"Dato che queste caratteristiche vulcaniche hanno spinto verso l'alto, altre parti della superficie vicine potrebbero essere crollate, formando una caldera di forma irregolare al centro della caratteristica", dice Jolliff.
"Almeno questa è attualmente la mia ipotesi preferita per quello che è successo", dice sorridendo. "Ciò di cui abbiamo veramente bisogno di testare per questa o altre nuove idee sulla Luna è con l'esplorazione umana".

Adattamento e traduzione a cura di Arthur McPaul

Fonte: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110725091730.htm