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Formazione della Luna e inclinazione dell’asse terrestre. Nuovi modelli matematici spiegano le connessioni tra i due eventi.

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La terra vista dalla spazio. Courtesy NASA/JPL

Gli scienziati fanno risalire la formazione della terra a circa 4,5 miliardi di anni fa. Approssimativamente un terzo dell’età dell’universo. A poca distanza di tempo si è formata anche la Luna con meccanismi che sono stati a lungo argomento di dibattito. Da alcuni decenni la teoria più accreditata è quella dell’impatto gigante che attribuisce la nascita del nostro satellite ad una collisione tra la giovane Terra e un gigantesco pianeta, delle dimensioni di Marte, chiamato Theia.

A causa dell’impatto la Terra avrebbe espulso una notevole quantità di materiale nello spazio, che in parte sarebbe andato disperso e in parte consolidato in un unico corpo: la Luna.

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La Luna. Courtesy NASA/JPL
La Luna. Courtesy NASA/JPL

A porre in dubbio questa ipotesi vi sarebbe il fatto che i materiali che compongono la Terra e Luna sono praticamente identici, mentre nell’ipotesi della collisione si suppone che una cospicua parte della Luna, circa il 60%, sia derivata da Theia,  quindi con una composizione significativamente differente.

Una spiegazione proposta è che un mantello di materiale proveniente dalla Terra rivesta la parte più esterna della Luna dimostrandone caratteristiche fisiche simili.

La Terra vista dalla Luna. Courtesy NASA/JPL
La Terra vista dalla Luna. Courtesy NASA/JPL

Ovviamente al momento dell’impatto la terra ha subito un sostanziale sconvolgimento. Enormi quantità di materiale si sarebbero vaporizzati e fusi e in alcune parti la sua temperatura sarebbe salita fino a 10.000 °C. Questa collisione ha portato inoltre il nostro pianeta ad assumere la sua inclinazione caratteristica, responsabile dell’alternarsi delle stagioni.

Anche la Luna ha un piano orbitale inclinato di circa cinque gradi rispetto alla Terra, ma il processo con cui ha assunto questa posizione non è ancora stato chiarito. Sembra che questa inclinazione fosse decisamente maggiore nelle prime fasi dopo la formazione della Luna.

La missione Apollo 16 sul suolo lunare. Courtesy NASA/JPL
La missione Apollo 16 sul suolo lunare. Courtesy NASA/JPL

Per spiegare l’inclinazione lunare sono state formulate alcune ipotesi, tra cui un’interazione di forze tra Luna e Sole e un’interazione tra corpi celesti primordiali e la Luna, avvenuta dopo la sua formazione.

Un recente studio, pubblicato sulla rivista Science, ha presentato un modello matematico che cerca di spiegare le variazioni di inclinazione dell’orbita lunare, dalla sua formazione fino alla sua stabilizzazione sulla posizione attuale, non ché le modificazioni dell’asse di rotazione terrestre.

Il modello utilizzato nello studio sembra innanzitutto confermare la teoria dell’impatto gigante, indicando inoltre una cospicua inclinazione del piano orbitale lunare primordiale, poi andato riducendosi nel corso del tempo. Al tempo stesso propone una maggiore inclinazione dell’asse di rotazione terrestre nel periodo post-collisione, circa 60 o 80 gradi, che è poi andato via via diminuendo progressivamente fino ai valori attuali. Anche la rotazione della terra era molto veloce in quei momenti, almeno dieci volte più rapida.

L'inclinazione dell'asse terrestre. Courtesy NASA/JPL
L’inclinazione dell’asse terrestre. Courtesy NASA/JPL

Essendo il clima strettamente collegato all’inclinazione dell’asse di rotazione dei pianeti, i meccanismi svelati dal modello studiato sono in grado di dimostrare come i corpi celesti possano andare verso una bassa obliquità e avere infine climi più stabili. Quanto appunto sembra essere accaduto alla Terra.

 

 

Ćuk M, et al. Tidal evolution of the Moon from a high-obliquity, high-angular-momentum Earth. Nature 2016 October 31.

 

 

 

 

 

 

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franco.folino
Franco Folino è un medico chirurgo, specialista in cardiologia, e un giornalista. Ha iniziato a lavorare come cronista alla fine degli anni settanta, scrivendo articoli per diverse riviste italiane di sport motoristici, e in seguito anche in media televisivi privati, estendendo il suo interesse in altri campi dell’informazione. Ha pubblicato differenti articoli scientifici ed editoriali su prestigiose riviste internazionali. Ha contribuito alla nascita di Newence, diventandone il direttore responsabile dal marzo del 2017.

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