Uno dei più grandi crateri del Sistema solare è sulla nostra Luna. Si chiama bacino Polo Sud-Aitken (SPA) ed è 2.500 km (1.600 miglia) di diametro e 13 km (8,1 miglia) di profondità. Un nuovo studio dice che il bacino potrebbe contenere un enorme pezzo di metallo più grande della Big Island delle Hawaii.

Lo studio, intitolato “Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin”, è pubblicato nel Geophysical Research Letters. Il suo autore principale è Peter B. James, assistente professore di geofisica planetaria nel College of Arts di Baylor& Scienze. Si basa sui dati della missione GRAAL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) della NASA.

Il bacino termale è il più grande cratere da impatto universalmente riconosciuto nel Sistema solare. Non può essere visto dalla Terra perché è sul lato opposto della Luna. È di forma ovale, e se fosse sulla Terra si estenderebbe da Waco, in Texas, a Washington, DC. Con una profondità di 13 km (8,1 miglia), il cratere è circa sei volte più profondo di quanto sia largo. Il suo status di una delle strutture più antiche e ben conservate sulla Luna rende il bacino termale un argomento di grande interesse scientifico.

Sepolto sotto questo gigantesco cratere c’è un enorme pezzo di metallo.

Una grafica a falsi colori del lato più lontano della Luna che mostra il cratere da impatto. Immagine di credito: NASA / Goddard Space Flight Center / University of Arizona

“Immaginate di prendere un mucchio di metallo cinque volte più grande della grande isola di Hawaii e seppellirlo sottoterra. Questo è più o meno quanta massa inaspettata abbiamo rilevato”, ha detto l’autore principale Peter B. James.

La massa è probabilmente centinaia di miglia sotto la superficie lunare, ma come dice il documento, “Potrebbe essere una grande anomalia di densità distribuita su una modesta gamma di profondità, o potrebbe essere una sottile anomalia di densità distribuita su tutta la profondità del mantello.”

Questa immagine mostra l’eccesso di massa del mantello per unità di area. Un grande eccesso di massa nell’interno meridionale del bacino Polo Sud-Aitken coincide con la depressione centrale, qui delineata con un cerchio grigio tratteggiato. Le linee nere segnano le ellissi più adatte per il Polo Sud: l’anello interno, l’anello esterno e la scarpa esterna di Aitken basin. Credito di immagine: James et. al., 2019.

La missione GRAAL della NASA è stata lanciata nel lanciato nel 2011 e ha trascorso circa un anno mappando la gravità della Luna prima di essere schiantato contro la Luna in una manovra finale. GRAAL ha usato due veicoli spaziali nella stessa orbita lunare. Erano chiamati GRAAL – A e GRAAL-B, o Riflusso e Flusso.

Mentre RIFLUSSO e FLUSSO sorvolavano aree con masse diverse, si spostavano un po ‘ verso o lontano l’uno dall’altro. Strumenti di precisione sulla sonda GRAIL misurano questi cambiamenti e i dati sono stati utilizzati per generare un’immagine ad alta risoluzione del campo gravitazionale della Luna.

La mappa gravitazionale della Luna creata dal GRAAL. Il rosso rappresenta gli eccessi di massa e il blu rappresenta le carenze di massa. Immagine di credito: Da NASA / JPL-Caltech / MIT / GSFC-Mappa di gravità del GRAAL della Luna, di pubblico dominio,'s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
La mappa di gravità della Luna creata dal GRAAL. Il rosso rappresenta gli eccessi di massa e il blu rappresenta le carenze di massa. Credito immagine: Con NASA / JPL-Caltech / MIT/GSFC – GRAIL’s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106

Uno degli obiettivi scientifici di GRAIL era determinare la struttura sotterranea dei bacini d’impatto e l’origine dei masconi lunari (mass concentrations.) Questo studio deriva da questo sforzo e combina i dati del GRAAL con i dati del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)

“Quando abbiamo combinato i dati del GRAAL con i dati della topografia lunare del Lunar Reconnaissance Orbiter, abbiamo scoperto l’inaspettatamente grande quantità di massa centinaia di miglia sotto il bacino del Polo Sud-Aitken”, ha detto James.

Qualunque sia quella materia densa, sta tirando il pavimento del cratere di oltre mezzo miglio, secondo James. Simulazioni al computer suggeriscono che la massa potrebbe essere un enorme pezzo di nichel e ferro, e che è stato il nucleo di un asteroide che ha colpito la Luna e alloggiato nel mantello superiore.

“Una delle spiegazioni di questa massa extra è che il metallo dell’asteroide che ha formato questo cratere è ancora incorporato nel mantello della Luna”, ha detto James in un comunicato stampa. Secondo il nuovo documento ,” la massa in eccesso osservata nel mantello è approssimativamente equivalente a a un nucleo di ferro-nichel di 95 km di diametro nel mantello della Luna.”

Uno schema della struttura della Luna. Credito di immagine: Da Bryan Derksen a Wikipedia inglese-Trasferito da en.wikipedia a Commons di Liftarn utilizzando CommonsHelper., Dominio pubblico,
Uno schema della struttura della Luna. Credito di immagine: Da Bryan Derksen a Wikipedia inglese-Trasferito da en.wikipedia a Commons di Liftarn utilizzando CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173

Hanno fatto la matematica e la matematica ha detto

” Abbiamo fatto la matematica e abbiamo dimostrato che un nucleo sufficientemente disperso dell’asteroide che ha fatto l’impatto potrebbe rimanere sospeso nel mantello della Luna fino ai giorni nostri, piuttosto che affondare al nucleo della Luna”, ha detto James.

Ma non è l’unica possibilità. Solo quello ovvio.

La massa di materiale potrebbe essere una reliquia della formazione della Luna. È possibile che si tratti di una concentrazione di ossidi densi dell’ultimo stadio della solidificazione oceanica del magma lunare. La Luna si è formata circa 4,51 miliardi di anni fa, probabilmente a causa della collisione della Terra con un antico protopianeta chiamato Theia. Poco dopo la sua formazione, 4,5 miliardi di anni fa, i suoi oceani di magma si raffreddarono e si solidificarono. Mentre si raffreddavano e si solidificavano, uno degli ultimi ossidi a formarsi sarebbe stato FeTiO3, noto anche come ilmenite. E ‘ molto denso e potrebbe spiegare l’anomalia.

È difficile determinare l’esatta natura del materiale sotto il bacino TERMALE. Sembra estremamente improbabile che un’enorme concentrazione di ferro e nichel, se è quello che è, sia proprio sotto uno dei più grandi crateri da impatto del sistema solare, senza che i due siano collegati.

Se è stato il risultato di un impatto di un asteroide, quando è successo? Come James ha detto a Universe Today, ” Non lo sappiamo, ma se la Luna era troppo calda al momento dell’impatto, il metallo denso dal nucleo dell’impattore probabilmente avrebbe dovuto affondare fino al nucleo della Luna, nel qual caso non lo avremmo visto.”

Il bordo del cratere conservato intorno a SPA fornisce importanti prove per stabilire il tempo di impatto. Come James ha detto a Universe Today, ” Anche noi non vedremmo un bordo conservato se la SPA si formasse in un oceano di magma. Pertanto, la Luna probabilmente ha avuto la possibilità di raffreddarsi un po ‘ prima che questo impatto accadesse.”

Un'altra immagine del Polo Sud-bacino di Aitken dalla sonda giapponese Kaguya. Di Ittiz-Proprio lavoro, CC BY-SA 3.0,'s Kaguya probe. By Ittiz - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035
Un’altra immagine del Polo Sud-bacino di Aitken dalla sonda giapponese Kaguya. By Ittiz-Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035

È diverso dagli altri crateri

Il bacino TERMALE è diverso dagli altri crateri da impatto sulla Luna. Altri crateri hanno uno schema a occhio di bue di anomalie di gravità, ma SPA no. James ha detto a Universe today che SPA ” ha un’ampia regione di gravità debole correlata a una depressione topografica creata dall’anomalia del mantello denso che appesantisce la superficie della Luna.”

Un confronto fianco a fianco tra SPA (a destra) e il bacino Orientale della Luna (a sinistra.) Si noti il modello bullseye nel bacino impatto Orientale, e l'assenza di un modello bullseye nel bacino TERMALE. Immagine di credito: NASA / GRAAL's Orientale Basin (left.) Note the bullseye pattern in the Orientale impact basin,a nd the absence of a bullseye pattern in the SPA basin. Image Credit: NASA/GRAIL
Un confronto fianco a fianco di SPA (a destra) e Bacino Orientale della Luna (a sinistra.) Si noti il modello bullseye nel bacino impatto Orientale, e l’assenza di un modello bullseye nel bacino TERMALE. Immagine di credito: NASA/GRAAL

Secondo James, il bacino è ” uno dei migliori laboratori naturali per lo studio di eventi di impatto catastrofico, un antico processo che ha modellato tutti i pianeti rocciosi e lune che vediamo oggi.”

Sbloccare i segreti del bacino TERMALE richiederà più lavoro. Escludere un impatto di asteroidi o ossidi dalla solidificazione del magma come causa dell’anomalia richiederà simulazioni migliorate. Come James ha detto a Universe Today, ” Il modo migliore per escludere uno scenario o l’altro sarebbe quello di eseguire simulazioni più recenti e migliori.”

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