Nuovi studi sulla diversa composizione isotopica dell'ossigeno fra Terra e Luna

Gli scienziati dell'Università del New Mexico hanno scoperto che la Terra e la Luna hanno composizioni di ossigeno distinte e non sono identiche come si pensava in precedenza secondo un nuovo studio pubblicato su Nature Geoscience.

Rappresentazione artistica dell'impatto di Theia con la Terra

L'articolo, intitolato Distinct oxygen isotope compositions of the Earth and Moon, potrebbe mettere in discussione la comprensione attuale della formazione della Luna.

Ricerche precedenti hanno portato gli scienziati a sviluppare l'ipotesi dell'impatto gigante che suggerisce che la Luna si è formata da detriti a seguito di una collisione gigantesca tra la Terra e un protopianeta di nome Theia. La Terra e la Luna sono geochemicamente simili. I campioni restituiti dalla Luna dalle missioni Apollo hanno mostrato una composizione quasi identica in isotopi di ossigeno. (Mio precedente articolo: NASA esamina nuovi campioni lunari) 

Anche se l'ipotesi dell'impatto gigante può spiegare molte delle somiglianze geochimiche tra la Terra e la Luna, l'estrema somiglianza negli isotopi dell'ossigeno è stata difficile da razionalizzare con questo scenario: o i due corpi erano compositivamente identici negli isotopi dell'ossigeno, il che è improbabile, oppure i loro isotopi dell'ossigeno si sono  completamente mescolati subito dopo l'impatto.

Erick Cano: "I nostri risultati suggeriscono che il mantello lunare profondo potrebbe aver subito una minima miscelazione dopo l'impatto di Theia. I dati implicano che le distinte composizioni di isotopi di ossigeno di Theia e della Terra non si sono completamente omogeneizzati dall'impatto che ha formato la Luna e forniscono la prova quantitativa che Theia potrebbe essersi formata più lontano dal Sole rispetto alla Terra".

Campione di roccia lunare (NASA)

Per arrivare alle loro scoperte, Cano, uno scienziato ricercatore, e insieme ai colleghi Zach Sharp e Charles Shearer del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell'UNM, hanno condotto misurazioni ad alta precisione della composizione isotopica dell'ossigeno su una serie di campioni lunari presso il Centro per gli isotopi stabili dell'UNM (CSI). I campioni comprendevano basalti, anortositi dell'altopiano, norite e vetro vulcanico, un prodotto del magma non cristallizzato a raffreddamento rapido.

Hanno trovato che la composizione isotopica dell'ossigeno variava a seconda del tipo di roccia testata. Ciò può essere dovuto al grado di miscelazione tra la Luna fusa e l'atmosfera di vapore a seguito dell'impatto. Gli isotopi dell'ossigeno provenienti da campioni prelevati dal mantello lunare profondo erano diversi dagli isotopi dell'ossigeno provenienti dalla Terra

"Questi dati suggeriscono che il mantello lunare profondo potrebbe aver subito il minimo mescolamento ed è il più rappresentativo dell'impattore Theia", ha detto Sharp. "Sulla base dei risultati della nostra analisi isotopica, Theia avrebbe un'origine più lontana dal Sole rispetto alla Terra e mostra che la distinta composizione isotopica dell'ossigeno di Theia non è stata completamente persa per omogeneizzazione durante il gigantesco impatto".

La ricerca è importante perché elimina la necessità di modelli di impatto gigante che includano una completa omogeneizzazione degli isotopi dell'ossigeno tra la Terra e la Luna, e fornisce una base per la futura modellazione dell'impatto e della formazione lunare. Credito: Nature Geoscience