Formazione della Luna

Il racconto

La Luna: da dove viene?

Quando la guardi, la Luna sembra sempre uguale. Eppure gli scienziati si sono chiesti per molto tempo da dove venisse, e le risposte possibili erano diverse. Forse si era staccata dalla Terra, ancora molle, perché girava troppo in fretta. Forse era un corpo che passava di lì ed era stato catturato dalla gravità. Oppure era nata accanto alla Terra, dallo stesso materiale. Ognuna di queste idee aveva un difetto, e nessuna spiegava tutto.

Le missioni Apollo cambiarono tutto. Tra il 1969 e il 1972 gli astronauti statunitensi portarono sulla Terra circa 382 chilogrammi di rocce e polvere lunari. Analizzandole si scoprì che la Luna è composta da materiali molto simili a quelli del mantello terrestre, con quantità identiche di certi tipi di ossigeno, ma ha pochissimo ferro e quasi nessuna acqua e sostanze che evaporano facilmente. Era come se fosse fatta di materiale terrestre cotto a lungo e rimasto senza le parti più leggere.

L'urto gigante

L'ipotesi che oggi quasi tutti gli studiosi considerano migliore fu proposta a metà degli anni Settanta, in modo indipendente, da due gruppi di astronomi americani: William Hartmann e Donald Davis da una parte, Alastair Cameron e William Ward dall'altra. Si chiama «ipotesi dell'impatto gigante». Racconta che, quando la Terra era ancora giovanissima, un corpo grande più o meno come Marte, battezzato Theia (nel mito greco la madre della Luna), la colpì di striscio e a gran velocità.

Nel violentissimo urto, gran parte di Theia e una parte del mantello della Terra furono fusi e scagliati nello spazio. Il materiale, in parte vaporizzato, formò un disco intorno alla Terra, e in tempi brevi, forse nel giro di pochi anni o di qualche secolo, i frammenti si riunirono in un unico corpo, la Luna. Il nucleo di ferro di Theia, più pesante, finì invece in gran parte assorbito dalla Terra. Questo spiega perché la Luna ha così poco ferro.

Subito dopo l'urto la Luna era a poche decine di migliaia di chilometri dalla Terra, molto più vicina di oggi, e la giovane Terra ruotava in poche ore: il giorno durava forse solo cinque o sei ore. Da allora la Luna si è allontanata. Lo sappiamo con precisione perché gli astronauti dell'Apollo lasciarono sulla superficie lunare degli specchi speciali. Puntando un laser da Terra e misurando il tempo di ritorno, si è visto che la Luna si allontana di circa 3,8 centimetri all'anno. È più o meno la velocità con cui crescono le unghie.

Le domande ancora aperte

L'ipotesi non è una certezza. Per molti anni ha avuto un problema: se la Luna è fatta in gran parte con il materiale di Theia, perché è così simile alla Terra? Il materiale di un corpo nato in un'altra zona del Sistema solare dovrebbe essere diverso. Alcuni studiosi pensano che Theia fosse nata vicino alla Terra e quindi simile; altri propongono urti più violenti, con un mescolamento maggiore. Nel 2023 uno studio ha proposto che due enormi zone dense nel mantello terrestre, sotto l'Africa e sotto l'Oceano Pacifico, siano resti di Theia, ma la questione è discussa.

Anche la data è approssimata. Le rocce lunari più antiche hanno circa 4,4-4,5 miliardi di anni, e le stime per l'urto danno qualcosa tra 4,43 e 4,51 miliardi di anni fa. Non sappiamo il momento esatto, ma sappiamo che accadde molto presto, poche decine di milioni di anni dopo la nascita della Terra.