Come si è formata la Luna

Un immagine della superficie dell nostro satellite naturale. Ma come si è formata la Luna ?
Un immagine della superficie del nostro satellite naturale, la Luna. Credit: NASA

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra. Da secoli, ispirazione per artisti poeti e musicisti è sempre stata fonte di mistero riguardo la sua origine, mai chiarita del tutto. Ancora oggi molti ricercatori conducono indagini per dare una risposta definitiva alla domanda: come si è formata la Luna ? Gli scienziati hanno provato a rispondere a questa domanda usando numerose teorie nel corso degli anni, spesso in contraddizione fra loro.

Il nostro satellite, orbita a una distanza media di circa 384400 km dalla Terra, sufficientemente vicina da essere osservabile a occhio nudo. Per tale ragione è possibile distinguere delle macchie scure e delle macchie chiare sulla sua superficie. Le prime, dette mari, sono regioni quasi piatte coperte da rocce basaltiche e detriti di colore scuro. Le regioni lunari chiare, chiamate terre alte o altopiani, sono alte vari chilometri rispetto ai mari e presentano rilievi di oltre 8000 metri. Essendo in rotazione sincrona rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra e il suo lato nascosto è rimasto sconosciuto fino al periodo delle esplorazioni spaziali negli ani ’60.

“Vi sono diverse teorie su come si sia formata la Luna, rispondere a tale quesito è stato uno degli obiettivi principali del programma Apollo” afferma la professoressa Sara Russell del Museum Planetary Science. Le più accreditate sono tre teorie che si sono sviluppate lungo il corso di numerosi studi scientifici. Queste ipotesi si basano su tre concetti differenti: cattura, accrescimento e fissione. Le teorie citate sono in disaccordo fra loro su come sia avvenuta la formazione, tuttavia, hanno tutte e tre come punto fermo la Terra. Il nostro pianeta ha avuto un ruolo principale nella nascita della Luna.

L’ipotesi della cattura della Luna

Schematizzazione della teoria della cattura secondo la quale la Luna sia stata semplicemente catturata dalla attrazione gravitazionale terrestre.
Schematizzazione della teoria della cattura secondo la quale la Luna sia stata semplicemente catturata dalla attrazione gravitazionale terrestre.

Secondo la prima teoria, la Luna era un corpo celeste libero di muoversi nel Sistema Solare. Solo in un secondo momento, si sarebbe avvicinata alla Terra talmente tanto da essere “catturata” dalla forza gravitazionale terrestre, iniziando così a ruotare attorno al nostro pianeta con un’orbita ellittica. Secondo questa ipotesi però la Luna avrebbe dovuto diminuire la sua velocità, altrimenti si sarebbe scontrata con la Terra.

La teoria è basata sull’evidenza data dalla notevole differenza di composizione tra i due corpi. Tuttavia, come accennato prima, diverse simulazioni evidenziano il fatto che la Luna, avvicinandosi a forte velocità all’atmosfera terrestre, avrebbe dovuto disintegrarsi. In realtà si suppone che una frantumazione si sia verificata solo sulla parte più esterna del satellite, senza distruggerlo completamente, e questa sarebbe la causa della presenza di numerosi crateri.

La teoria della fissione

La seconda ipotesi, chiamata anche teoria del distacco, è ad oggi la più verosimile. Nonostante tutta questa credibilità, non fornisce tutte le risposte per capire come si è formata la Luna. La teoria sostiene che la Luna si sia distaccata dalla Terra venne ipotizzata per la prima volta nel 1878 dal figlio di Charles Darwin, George H. Darwin

Nelle fasa protoplanetaria, il nostro pianeta aveva una rotazione molto rapida attorno al suo asse, impegnando circa 19 ore contro le 24 odierne. La forza gravitazionale del Sole avrebbe generato maree e perturbazioni sulla massa fusa primordiale terrestre, dando vita a dilatazioni e contrazioni così forti, da creare una nuovo corpo celeste. In parole semplici, si sarebbero creati così due corpi distinti: uno più grande, la Terra, e uno molto più piccolo derivato dal materiale fuso terrestre, la Luna.

Ulteriori studi hanno poi osservato che il distacco del materiale non è avvenuto a causa delle maree solari. Il fenomeno sarebbe stato determinato dalla processo di formazione del nucleo terrestre. Nel momento in cui il materiale più pesante, presumibilmente il ferro, si concentrò nel nucleo, la Terra iniziò a ruotare più velocemente, dando luogo al rilascio di materiale. Questa teoria conferma anche la maggiore densità terrestre rispetto a quella lunare, poiché il nostro pianeta avrebbe conservato la parte più densa di questo materiale. Tuttavia, l’ipotesi della fissione ha comunque delle mancanze, poiché non spiega la diversa inclinazione dei piani orbitali che hanno i due corpi celesti. 

L’ipotesi dell’impatto

Rappresentazione della teoria dell'impatto tra la Terra primordiale ed il corpo celeste, vagante per il Sistema Solare, Theia
Rappresentazione della teoria dell’impatto tra la Terra primordiale ed il corpo celeste, vagante per il Sistema Solare, Theia

L’ultima importante teoria sulla formazione lunare è chiamata teoria dell’impatto gigante. Il nostro satellite si sarebbe originato in seguito ad un enorme collisione tra la Terra ed un altro corpo celeste di dimensioni notevoli, per un incrocio delle due orbite. La teoria, nata dopo degli studi sulla composizione rocciosa della Luna, ipotizza lo scontro della Terra con Theia, un corpo dalle dimensioni paragonabili a quelle di Marte. L’urto di indescrivibile intensità, avrebbe fatto a pezzi la crosta terrestre.

Successivamente, la forza di attrazione gravitazionale ha terminato l’opera avvicinando e addensando tutte le parti generate dallo scontro. Anche in questo caso però, vi sono diverse contraddizioni che gettano ombra su questa ipotesi. La discrepanza più importante deriva dai modelli scientifici che affermano che, se la Luna si fosse generata da questo impatto, dovrebbe essere costituita per più del 60 % dalle rocce di Theia. I campioni lunari ottenuti dalle missioni Apollo, non confermano questa caratteristica, mantenendo così viva l’ormai secolare domanda: come si è formata la Luna ?

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