Miliardi di anni fa, i laghi di lava sulla superficie della luna alla fine si sono asciugati per formare le vaste macchie scure - i maria lunari - visibili oggi sul lato lunare. Ora, grazie ai campioni di roccia recentemente riportati sulla Terra dalla missione cinese Chang'e 5, gli scienziati hanno una nuova stima per quando uno degli ultimi di quei flussi di lava si è prosciugato.

In uno studio pubblicato sulla rivista Scienza , un team internazionale di ricercatori ha scoperto che le rocce basaltiche raccolte dalla vasta pianura vulcanica nota come Oceanus Procellarum, una regione che si pensa abbia ospitato il vulcanismo più recente sulla luna, hanno circa 2 miliardi di anni. La ferma età radiometrica non solo pone fine al periodo vulcanico più attivo della luna, ma serve anche come guida per calibrare i tempi di altri eventi sulla luna prima e dopo.

Jim Head, un professore di ricerca nel Dipartimento della Terra di Brown, Scienze ambientali e planetarie e coautore del nuovo studio, afferma che questi campioni, i primi a essere restituiti sulla Terra in 45 anni, colmano le lacune critiche nella comprensione degli scienziati della storia della luna.

Ha discusso i risultati in un'intervista.

D:Da dove vengono questi campioni, e perché sono importanti?

Questi campioni provengono da una regione della luna che è stata in gran parte inesplorata dai veicoli spaziali atterrati. I campioni precedenti delle missioni Apollo e delle missioni Luna sovietiche provengono tutti dalla parte centrale e orientale del lato vicino della luna. Ma è diventato chiaro quando abbiamo raccolto più dati di telerilevamento che il vulcanismo più recente sulla luna era assolutamente in quella parte occidentale, così quella regione divenne un obiettivo primario per la raccolta dei campioni. Nello specifico, i campioni provenivano da vicino a Mons Rümker, un tumulo vulcanico nel più grande dei mari lunari, Oceano Procellarum.

D:Questo studio ha esaminato sia la composizione che l'età dei campioni. Cominciamo con l'età. Perché è importante sapere quanti anni hanno questi campioni?

Prima di tutto, ci aiuta a mettere insieme quanto tempo è durato il vulcanismo delle cavalle lunari, che è di fondamentale importanza per tutti i nostri modelli di evoluzione termica per la luna. Questo non è proprio il deposito vulcanico più giovane sulla luna, ma è uno dei più giovani. Quindi avere l'età di questo deposito pone alcuni vincoli sul periodo di tempo del vulcanismo marino.

Ma è anche fondamentale per stabilire le età assolute di altre caratteristiche sulla luna e altrove. Quando osserviamo una superficie o un elemento lunare di cui non abbiamo campioni per la datazione radiometrica, cerchiamo di stimarne l'età attraverso la distribuzione dimensione-frequenza dei crateri da impatto. Fondamentalmente, col passare del tempo, impatti maggiori diventano più rari. Quindi, contando crateri di diverse dimensioni, possiamo stabilire un'età relativa di una superficie. Ma tra circa un miliardo e tre miliardi di anni fa, non abbiamo molti dati validi per dirci come appare il flusso di impatto. Quindi avere una data radiometrica assoluta per questa superficie ci aiuta a calibrare la curva di flusso, che ci aiuta a datare altre superfici. E questo non è vero solo per la luna. Questo ci aiuta a calibrare le età per Marte, Venere e altrove.

D:Quali sono i grandi vantaggi in termini di composizione chimica dei campioni?

La regione da cui sono stati prelevati questi campioni è un terreno unico sulla luna, che sembra che possa avere concentrazioni davvero elevate di elementi radioattivi, in particolare il torio. Quindi un'idea del perché il vulcanismo è durato così tanto più a lungo in questa regione rispetto ad altre era che tutti questi elementi radioattivi erano concentrati insieme, che crea molto calore. Quel calore scioglie il mantello e si ottengono flussi vulcanici.

Però, in questi campioni non abbiamo effettivamente visto un'elevata composizione di elementi radioattivi. Se questi elementi radioattivi stanno guidando il vulcanismo in questa regione, ci aspettiamo di vedere una maggiore radioattività nei campioni. Ma non l'abbiamo fatto. Anziché, la composizione era simile ai basalti di mare provenienti da depositi più antichi. Quindi questo mette in dubbio l'ipotesi di un vulcanismo di lunga durata.

D:Potresti condividere dettagli sul tuo coinvolgimento in questa missione?

Sì, è stato assolutamente meraviglioso lavorare con i nostri colleghi cinesi in quella che è stata una missione semplicemente fantastica. Viaggio in Cina da circa un decennio per lavorare con ricercatori e studenti cinesi. Ho tenuto conferenze all'Agenzia spaziale nazionale cinese sul mio lavoro con il programma Apollo, e siamo stati in grado di discutere gli obiettivi scientifici del loro programma lunare. E abbiamo mantenuto quella collaborazione attraverso la visita di studenti laureati e altri tipi di cose sulla pianificazione di base della missione e sull'esecuzione della missione, e ora l'analisi dei campioni. Proprio adesso, Yuqi Qian della China University of Geosciences-Wuhan è in visita con noi alla Brown e ha svolto un ruolo straordinario nel nostro lavoro in questa missione.

Brown ha una lunga storia di questo tipo di collaborazione internazionale, tornando al nostro lavoro con l'Unione Sovietica sul programma Luna e le missioni Venera su Venere.

D:Cosa riserva il futuro per questa collaborazione?

La Cina ha grandi ambizioni in termini di programma di esplorazione lunare, e speriamo di continuare a lavorare con loro. Una potenziale missione è il ritorno di un campione robotico dal lato opposto della luna, una regione chiamata South Pole-Aitken Basin. Vogliamo esplorare quell'area per una serie di motivi:potrebbe aver esposto i depositi del mantello lunare, ed è il più antico bacino di grande impatto e potremmo datarlo radiometricamente con i campioni restituiti. Quindi è un vero punto caldo dell'esplorazione futura.

Stiamo anche lavorando con i nostri colleghi cinesi sul loro programma su Marte e sul loro recente rover su Marte. Quindi è un momento davvero emozionante per la collaborazione internazionale nell'esplorazione.