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Nuove scoperte sulla storia della Luna: i risultati dalla missione cinese Chang’E-5

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Negli ultimi anni i programmi di esplorazione diretti alla Luna hanno ripeso vigore. Tra le differenti missioni programmate si è inserita quella degli scienziati cinesi: Chang’E-5, che prende il nome dalla dea cinese della Luna, Chang’e.

Questa missione è iniziata nel 2020 e ha portato sulla superficie del nostro satellite un piccolo robot con lo scopo di raccogliere campioni del suolo lunare. Nello stesso anno sono stati così portati sulla Terra circa 1,73 Kg di materiale. Non è passato molto tempo da allora, ma già arrivano i primi risultati sulle analisi condotte sui campioni, e le sorprese non mancano.

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L’analisi dei basalti lunari

I risultati della missione cinese Chang’E-5 sono stati presentati in tre articoli pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature e offrono nuove informazioni sull’evoluzione termica e chimica della Luna. Questi campioni di roccia vulcanica, che è un tipo di basalto, sono i campioni lunari più giovani ad essere datati direttamente, a circa due miliardi di anni. L’analisi di questi basalti rivela come la composizione e il contenuto di acqua della Luna siano cambiati nel tempo, il che può aiutarci a comprendere l’evoluzione geologica e geochimica del nostro satellite.

Il 17 dicembre 2020, la missione Chang’E-5 ha riportato a Terra circa 1,73 kg di materiali lunari, a più di 40 anni di distanza da quando i campioni precedenti erano stati recuperati dalle missioni Apollo e Soviet Luna. Il sito di atterraggio della missione Chang’E è stato selezionato perché considerato una delle più giovani unità di basalto, formata da eruzioni vulcaniche.

La precedente datazione con radioisotopi di campioni lunari suggeriva che la maggior parte dell’attività vulcanica lunare cessò circa 2,9-2,8 miliardi di anni fa. La cronologia del conteggio dei crateri, un metodo alternativo per calcolare l’età delle superfici planetarie, sospettava però che potrebbero esserci stati flussi vulcanici tra 3 e 1 miliardo di anni fa. In questo scenario il vulcanismo potrebbe essere durato per un periodo più lungo. Quest’ultimo metodo di datazione presenta però grandi incertezze a causa della mancanza di campioni disponibili per la calibrazione degli strumenti.

Due miliardi di anni fa la Luna si stava ancora evolvendo

L’analisi dei nuovi campioni da parte di Xian-Hua Li e colleghi mostra che hanno 2,03 miliardi di anni, il che estende la durata riportata dell’attività vulcanica lunare di circa 800-900 milioni di anni e rivela che l’interno della Luna si stava ancora evolvendo intorno a 2 miliardi di anni fa. Le date dei basalti stimate da Li e colleghi sono stimate con elevata precisione e sono più antiche delle analisi recentemente riportate di campioni della stessa regione.

Questa scoperta anticipa il momento in cui l’interno della Luna si stava ancora evolvendo da circa 4 miliardi di anni fa a 2 miliardi di anni fa. La nuova era per i basalti lunari viene anche utilizzata per calibrare meglio i modelli cronologici di conteggio dei crateri, per datare le età della superficie planetaria in altre parti del Sistema Solare.

Acqua e calore: l’evoluzione termica della Luna

In un articolo separato, Sen Hu e colleghi analizzano la composizione dell’acqua dei campioni di basalto. La distribuzione dell’acqua all’interno della Luna può fornire indizi sui processi che hanno guidato la formazione del mantello e l’attività vulcanica, nonché per quanto tempo è continuata l’attività vulcanica. Gli autori mostrano che il magma genitore dei basalti vecchi di 2 miliardi di anni, campionati dalla missione Chang’E-5, conteneva meno acqua rispetto ai campioni provenienti da regioni del più antico vulcanismo (basalti derivati da eruzioni di 4,0-2,8 miliardi di anni fa). Suggeriscono che la fonte dei basalti più giovani si sia disidratata durante l’attività vulcanica prolungata, coerentemente con l’idea che l’attività vulcanica sia continuata fino ad almeno due miliardi di anni fa.

Un terzo articolo, di Wei Yang e colleghi, mostra che la fonte dei basalti più giovani sembra contenere livelli inferiori di elementi che producono calore rispetto al previsto. Questa scoperta indica che la Luna potrebbe essersi raffreddata più lentamente di quanto si pensasse in precedenza, il che influenzerebbe la dinamica del mantello. I risultati di Yang e colleghi potrebbero così fornire una base per esplorare nuovi modelli dell’evoluzione termica della Luna.

 

 

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