La prossima ondata di robot che voleranno su Marte nel 2020 potrebbe offrire agli scienziati una comprensione senza precedenti del pianeta più vicino alla Terra. Ma ci sono ancora misteri da risolvere molto più vicino a casa, sulla luna della Terra.

La scorsa settimana al Fall Meeting di AGU a San Francisco, scienziati planetari hanno presentato nuove intuizioni sulle sostanze chimiche intrappolate nei crateri oscuri della luna e sulle condizioni necessarie affinché si raccolgano lì. La ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a capire se queste sostanze chimiche potrebbero essere una potenziale risorsa per future missioni sulla luna, secondo i ricercatori.

La Terra si inclina attorno al proprio asse mentre si muove attorno al Sole. Ciò significa che in un dato momento, uno dei poli della Terra è più vicino al Sole dell'altro (questo spiega perché gli americani si dirigono verso la spiaggia, mentre gli australiani si accumulano). Ma la luna della Terra non si inclina in questo modo. Anziché, ci sono crateri vicino ai poli della luna che non ricevono mai la luce solare. Perennemente inghiottito nella gelida oscurità, questi crateri sono giustamente chiamati trappole fredde.

I crateri lunari sono cicatrici delle comete che si sono schiantate contro di essa per miliardi di anni. Queste comete sono fatte di composti come il vapore acqueo, diossido di carbonio, e metano. Senza la protezione di un'atmosfera simile alla Terra, la maggior parte di queste sostanze chimiche si decompone alla luce del sole e fugge nello spazio. Ma se queste sostanze chimiche, note come sostanze volatili, per i loro bassi punti di ebollizione, finiscono nelle fredde trappole della luna, possono rimanere congelati per miliardi di anni.

"Comprendere l'inventario dei volatili e di queste trappole fredde è davvero utile per essere una potenziale risorsa, " ha detto Dana Hurley, uno scienziato planetario della Johns Hopkins University che ha presentato il lavoro. Se gli umani stabilissero mai insediamenti sulla luna, potrebbero usare l'acqua per il consumo e il metano come carburante. In un nuovo studio, Haley e i suoi colleghi hanno studiato le condizioni necessarie affinché i volatili si raccolgano nelle trappole fredde della luna.

Identificare i volatili nelle trappole fredde è difficile perché sono avvolti nell'oscurità. Da oltre un decennio, Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, o LRO, ha misurato la debole luce UV che emana dalle stelle e dall'idrogeno nello spazio e si riflette sulle trappole fredde della luna. Nel 2019, gli scienziati hanno esaminato i dati di riflessione da un cratere chiamato Faustini. Hanno trovato un brusco cambiamento nella riflessione che corrispondeva al ghiaccio, ma anche uno che pensavano potesse indicare la presenza di anidride carbonica.

Per capire la probabilità che il volatile sconosciuto fosse anidride carbonica, Haley ha deciso di esplorare la quantità di anidride carbonica necessaria per finire in una trappola fredda in primo luogo. "Per ogni molecola di anidride carbonica che rilasci da qualche parte sulla luna, quale percentuale di quelli arriva alle trappole di corte e rimane lì?" ha spiegato Hurley.

Utilizzando i dati dell'LRO della NASA sulle dimensioni e le temperature delle trappole fredde, Haley ha messo insieme un'analisi probabilistica chiamata simulazione Monte Carlo per determinare quanta anidride carbonica sarebbe arrivata a una trappola fredda. "Rilascio particelle, e poi seguirli su traiettorie, " Dice Hurley. Ha preso in considerazione la probabilità che le molecole vengano scomposte dalla luce solare prima che raggiungano una trappola fredda.

Il modello di Haley prevedeva che di tutta l'anidride carbonica rilasciata sulla luna, ovunque dal 15 al 20 percento finirebbe in una trappola fredda. Questo è stato più alto delle previsioni precedenti e un risultato piuttosto sorprendente per Hurley, considerando le superfici relativamente piccole delle trappole fredde.

"Solo sapendo esattamente quanto fosse piccola l'area dove faceva così freddo, è davvero interessante che tu possa ottenere così tanta anidride carbonica consegnata lì, " lei disse.

Prossimo, Hurley ha in programma di condurre un'analisi simile per il metano e il monossido di carbonio. Maggiori informazioni sui volatili potrebbero guidare gli scienziati nel loro studio sulle trappole fredde e portare a una migliore comprensione del nostro compagno celeste.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.