Con sorpresa di molti scienziati planetari, il minerale di ferro ossidato ematite è stato scoperto ad alte latitudini sulla Luna, secondo uno studio pubblicato oggi in Progressi scientifici guidato da Shuai Li, assistente ricercatore presso l'Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) presso la UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Il ferro è altamente reattivo con l'ossigeno, formando ruggine rossastra comunemente vista sulla Terra. La superficie lunare e l'interno, però, sono praticamente privi di ossigeno, quindi il ferro metallico incontaminato è prevalente sulla Luna e il ferro altamente ossidato non è stato confermato nei campioni restituiti dalle missioni Apollo. Inoltre, l'idrogeno nel vento solare fa esplodere la superficie lunare, che agisce in opposizione all'ossidazione. Così, la presenza di minerali ferrosi altamente ossidati, come l'ematite, sulla Luna è una scoperta inaspettata.

"La nostra ipotesi è che l'ematite lunare si sia formata attraverso l'ossidazione del ferro della superficie lunare da parte dell'ossigeno proveniente dall'atmosfera superiore della Terra che è stato continuamente soffiato sulla superficie lunare dal vento solare quando la Luna si trova nella coda magnetica terrestre negli ultimi miliardi di anni, " disse Li.

Per fare questa scoperta, Li, Il professore HIGP Paul Lucey e i coautori del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA e altrove hanno analizzato i dati di riflettanza iperspettrale acquisiti dal Moon Mineralogy Mapper (M3) progettato dalla NASA JPL a bordo della missione indiana Chandrayaan-1.

Questa nuova ricerca è stata ispirata dalla precedente scoperta di Li di ghiaccio d'acqua nelle regioni polari della Luna nel 2018.

"Quando ho esaminato i dati di M3 nelle regioni polari, Ho scoperto che alcune caratteristiche e schemi spettrali sono diversi da quelli che vediamo alle latitudini inferiori o dai campioni Apollo, " disse Li. "Ero curioso di sapere se è possibile che ci siano reazioni acqua-roccia sulla Luna. Dopo mesi di indagini, Ho capito che stavo vedendo la firma dell'ematite."

Il team ha scoperto che i luoghi in cui è presente l'ematite sono fortemente correlati con il contenuto di acqua ad alta latitudine Li e altri trovati in precedenza e sono più concentrati sul lato opposto, che guarda sempre la Terra.

"Più ematite sul lato lunare ha suggerito che potrebbe essere correlato alla Terra, " ha detto Li. "Questo mi ha ricordato una scoperta della missione giapponese Kaguya che l'ossigeno dall'atmosfera superiore della Terra può essere soffiato sulla superficie lunare dal vento solare quando la Luna si trova nella coda magnetoterrestre. Così, L'ossigeno atmosferico della Terra potrebbe essere il principale ossidante per la produzione di ematite. Anche l'impatto di acqua e polvere interplanetaria potrebbe aver giocato un ruolo critico"

"Interessante, l'ematite non è assolutamente assente dal lato opposto della Luna dove l'ossigeno della Terra potrebbe non essere mai arrivato, sebbene siano state osservate molte meno esposizioni, " disse Li. "La piccola quantità di acqua ( <~ 0,1 wt.%) osservato alle alte latitudini lunari potrebbe essere stato sostanzialmente coinvolto nel processo di formazione dell'ematite sul lato opposto lunare, che ha importanti implicazioni per interpretare l'ematite osservata su alcuni asteroidi di tipo S poveri d'acqua."

"Questa scoperta rimodellerà la nostra conoscenza delle regioni polari della Luna, " ha detto Li. "La Terra potrebbe aver giocato un ruolo importante nell'evoluzione della superficie lunare".

Il team di ricerca spera che le missioni ARTEMIS della NASA possano restituire campioni di ematite dalle regioni polari. Le firme chimiche di quei campioni possono confermare la loro ipotesi se l'ematite lunare è ossidata dall'ossigeno terrestre e può aiutare a rivelare l'evoluzione dell'atmosfera terrestre negli ultimi miliardi di anni.