L'astronomo risponde Luna

Stato dell’interno della Luna

Gentili Astronomi, sono un pensionato da sempre appassionato di astrofisica. Una domanda che mi gira in testa da un po’ di tempo a cui non riesco proprio a dare una risposta. Grazie alla radioattività naturale l’interno della terra, a parte il nucleo solido, è caldo e liquido. Secondo le ipotesi più attendibili la luna nasce come “costola” della terra. Perché il suo interno è tutto solido?

Adolfo

Gentile Adolfo, il suo dubbio è più che giustificato.
Ha ragione: le teorie più accreditate circa la formazione della Luna convergono, con meccanismi un po’ diversi, su un’origine “comune” con la Terra.
L’ipotesi più sensata sembra essere questa: poche decine di milioni di anni dopo la nascita del Sistema solare, la Terra era una palla di materiale non ancora solidificato. Improvvisamente su di essa è piombata un’altra “palla cosmica”: una bestiona con un raggio metà di quello terrestre, dal volume più o meno 8 volte inferiore, che la comunità astronomica ha chiamato Theia – nella mitologia greca la madre della dea Selene, cioè
 la madre della Luna.
Bene, secondo questa congettura, nell’urto colossale, Theia sarebbe andata in pezzi e avrebbe fatto schizzare una quantità di rocce terrestri nello spazio. Una piccola porzione sarebbe invece rimasta in orbita finché, con il tempo, i vari frammenti si sarebbero uniti uno con l’altro, per attrazione gravitazionale e collisioni successive, dando vita alla Luna.
Questa idea risale agli anni quaranta, quando fu proposta prima da Reginald Aldworth Daly, geologo canadese che lavorava all’Università di Harvard, poi trent’anni dopo dagli statunitensi William K. Hartmann, Donald R. Davis, William R. Ward e di nuovo da un canadese, Alastair G.W. Cameron. Tanti padri per una intuizione sulla quale molto resta da scoprire, come spesso succede nella scienza. Perché si fa presto a dire “urto colossale”: ci sono tante varianti possibili.
Per esempio, secondo Erik Asphaug dell’Università della California e Martin Jutzi dell’Università di Berna, in Svizzera, l’urto avrebbe prodotto non una ma ben due Lune. La seconda però sarebbe ricaduta sulla faccia nascosta della Luna decine di milioni di anni dopo – e questo potrebbe spiegare la differenza fra le due facce lunari.
Altri ricercatori hanno recentemente suggerito che l’impatto sia stato così violento da vaporizzare Theia e Terra: si sarebbe formato una specie di nuvolone rotante, una grande ciambella di rottami, dalla quale sarebbero originate Terra e Luna.
Questo solo per ribadire che il suo dubbio ha basi solide.
Tuttavia, la Luna è più piccola della Terra. Anche se è riscaldata dal materiale radioattivo, la dispersione del calore è maggiore – per puro effetto di volume. Questo fa sì che la zona solida della Luna si estenda maggiormente in profondità, in proporzione a quanto accade sulla Terra. Non sembra invece vero che la Luna sia completamente solida.
Gli studi sulla trasmissione di onde sismiche, che possono essere provocate anche da urti di asteroidi più o meno grandi sulla superficie lunare, mostrano che la parte più interna della Luna sia un nucleo solido e ricco di ferro, con un raggio di circa 240 km. Questo noccioletto di ferro sarebbe circondato da una zona fluida spessa circa 90 km a sua volta racchiusa in una corona parzialmente fusa, spessa circa 150 km. Il ferro sembra essere la componente principale.

Sopra questo nucleo ferroso, come vede in parte solido in parte liquido, che ha un raggio complessivo di circa 480-500 km, si trova il cosiddetto mantello, composto da olivina e minerali composti di magnesio, ferro, silicio, ossigeno. Il mantello è la zona più spessa, in effetti: sopra c’è la costa, che ha uno spessore diverso tra le due facce. Appena 70 km nella faccia vicina della luna e circa 150 km nella faccia nascosta.

La struttura della Luna – vedi in alta risoluzione
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Scritto da

Stefano Sandrelli Stefano Sandrelli

Tecnologo dell'Inaf presso l’Osservatorio Astronomico di Brera. E' stato responsabile nazionale della Didattica e Divulgazione per l’Ufficio Comunicazione dell’INAF dal 2016 al 2020. Docente del corso “nuovi modi per comunicare l’astronomia” per il master MACSIS, Università Bicocca. Collaboratore della rivista Sapere, per la quale tiene la rubrica Spazio alla scuola. Dal maggio 2000 al dicembre 2015 ha curato per l’ Agenzia Spaziale Europea (ESA) oltre 500 puntate di una rubrica televisiva in onda da Rainews24 e RAI 3. Autore per Zanichelli, Einaudi e Feltrinelli.

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