È difficile dare un'occhiata a una luna piena, così diversa da qualsiasi altro oggetto nel cielo notturno, e non chiedersi come si sia formata. Gli scienziati hanno proposto diversi meccanismi per spiegare la formazione della luna - che proveniva da materiale lanciato dalla Terra a causa della forza centrifuga, che si era già formato quando catturato dalla gravità terrestre e che la Terra e la luna si formarono insieme durante la nascita del sistema solare.
A partire dagli anni '70, tuttavia, gli esperti hanno iniziato a sospettare una storia della creazione piuttosto drammatica: che la luna si è formata a seguito di una massiccia collisione tra un protoplanet delle dimensioni di Marte e una giovane Terra, circa 4, 5 miliardi di anni fa. In questa teoria, circa 30 milioni di anni dopo che il Sistema Solare iniziò a formarsi, il piccolo protopianeta (spesso chiamato Theia) si sarebbe schiantato sulla Terra a quasi 10.000 miglia orarie, generando un'enorme esplosione. Gran parte degli elementi più densi di Theia, come il suo ferro, sarebbero affondati nel nocciolo della Terra, mentre il materiale del mantello più leggero sia dalla Terra che da Theia sarebbe stato vaporizzato ed espulso in orbita, ben presto coalizzandosi in ciò che ora conosciamo come la luna, tenuto in posizione dalla gravità terrestre.
Abbiamo già trovato diverse prove indirette per questa idea: le rocce lunari raccolte da Apollo mostrano rapporti isotopici di ossigeno simili a quelli sulla terra, e il movimento e la rotazione della luna indicano che ha un nucleo di ferro insolitamente piccolo, rispetto ad altri oggetti nel sistema solare. Abbiamo anche osservato fasce di polvere e gas attorno a stelle lontane che probabilmente si sono formate in simili collisioni tra corpi rocciosi.
Ora, gli scienziati dell'Università di Washington a St. Louis e altrove, riferendosi oggi a Nature, hanno scoperto un tipo completamente nuovo di prova per questa teoria della formazione della luna. I ricercatori hanno esaminato attentamente 20 diversi campioni di rocce lunari raccolti da posizioni distanti sulla luna durante le missioni Apollo e hanno scoperto le prime prove fisiche dirette del tipo di evento di vaporizzazione di massa che avrebbe accompagnato l'impatto ipotizzato.
Un'immagine a luce trasmessa polarizzata in modo incrociato di una roccia lunare, in cui gli scienziati hanno scoperto un eccesso di isotopi di zinco più pesanti. (Immagine di J. Day) Nel controllare le rocce lunari, i geochimici hanno trovato una firma molecolare di vaporizzazione nel tipo di isotopi di zinco incorporati nei campioni. In particolare, hanno rilevato una leggera irregolarità nella quantità di isotopi di zinco più pesanti, rispetto a quelli più leggeri.
L'unica spiegazione realistica per questo tipo di distribuzione, dicono, è un evento di vaporizzazione. Se Theia si fosse scontrata con la Terra miliardi di anni fa, gli isotopi di zinco nella nuvola di vaporizzazione risultante si sarebbero condensati nella luna in rapida formazione in un modo molto particolare.
"Quando una roccia viene fusa e poi evaporata, gli isotopi leggeri entrano nella fase vapore più velocemente degli isotopi pesanti", afferma la geochimica dell'Università di Washington Frédéric Moynier, autore principale dell'articolo. “Si finisce con un vapore arricchito negli isotopi leggeri e un residuo solido arricchito negli isotopi più pesanti. Se si perde il vapore, il residuo si arricchirà di isotopi pesanti rispetto al materiale di partenza. "
In altre parole, il vapore che sarebbe fuggito nello spazio sarebbe sproporzionatamente ricco negli isotopi di zinco leggero e la roccia lasciata indietro avrebbe un eccesso di quelli pesanti. Questo è esattamente ciò che la squadra ha trovato nelle rocce lunari che hanno esaminato. Per rafforzare lo studio, hanno anche esaminato le rocce di Marte e della Terra, confrontando la distribuzione degli isotopi in ciascun campione - e l'eccesso di isotopi pesanti nelle rocce lunari era dieci volte maggiore di quello degli altri.
Naturalmente, lo studio non è la prova definitiva che la luna si è formata da una collisione, ma a differenza delle precedenti prove circostanziali, è difficile trovare una teoria alternativa che spieghi la firma trovata nelle rocce. Non possiamo tornare indietro di 4, 5 miliardi di anni per sapere con certezza, ma siamo più vicini che mai a sapere come il nostro pianeta sia finito con la sua luna.
