Uno studio dettagliato di un gigantesco cratere da impatto sul lato opposto della Luna potrebbe fornire una tabella di marcia per i futuri esploratori lunari.

Lo studio, dagli scienziati planetari della Brown University, mappa la mineralogia del bacino del Polo Sud-Aitken (SPA), uno squarcio nella superficie lunare con un diametro di circa 2, 500 chilometri (1, 550 miglia). Si pensa che SPA sia il più antico e il più grande bacino da impatto sulla Luna, e gli scienziati l'hanno vista a lungo come un obiettivo per i futuri lander lunari.

"Questo è uno sguardo molto dettagliato sulla struttura compositiva di questo enorme bacino d'impatto utilizzando moderne, dati all'avanguardia, " disse Dan Moriarty, un ricercatore post-dottorato presso il Goddard Space Flight Center della NASA che ha guidato la ricerca mentre era studente di dottorato alla Brown. "Dato che è un obiettivo così importante per l'esplorazione futura e forse per la restituzione di un campione sulla Terra, speriamo che questo serva da cornice per uno studio più dettagliato e la selezione del sito di atterraggio".

Lo studio sarà pubblicato nel Journal of Geophysical Research:Planets . Una versione prestampata è disponibile online.

Si pensa che l'impatto che ha creato SPA sia passato attraverso la crosta lunare e nel mantello, che è parte del motivo per cui gli scienziati sono così interessati a questo. Visitare SPA e prendere un campione di quel materiale del mantello esposto potrebbe fornire indizi critici sull'origine e l'evoluzione della Luna. Un campione potrebbe anche aiutare gli scienziati a stabilire una data precisa sull'impatto. Si pensa che SPA sia il bacino più antico della Luna, quindi una data precisa sarebbe una pietra miliare nella linea temporale della storia lunare, nonché degli eventi che interessano la Terra primitiva.

Ma per ottenere i campioni giusti, è importante conoscere i posti migliori per trovarli. Questo è ciò che Moriarty e il coautore Carlé Pieters, un professore del Dipartimento della Terra di Brown, Scienze Ambientali e Planetarie, aveva in mente per questo studio. Hanno usato dati dettagliati da Moon Mineralogy Mapper, uno spettrometro che ha volato a bordo della navicella spaziale indiana Chandrayaan-1 per la quale Pieters è il principale investigatore.

"Avere un accesso globale con i moderni spettrometri di imaging dall'orbita lunare è la cosa migliore per avere un geologo con un martello da roccia che fa il lavoro sul campo sulla superficie". disse Pieter. "Idealmente, in futuro lavoreremo entrambi insieme."

La ricerca ha identificato quattro distinte regioni mineralogiche che formano uno schema a occhio di bue all'interno e intorno al bacino. Al centro del bersaglio c'è una regione di quelli che sembrano essere depositi di materiale vulcanico, un segno che il centro del bacino potrebbe essere stato coperto da un flusso vulcanico poco dopo l'impatto della ZPS. Quella regione centrale è circondata da un anello di materiale dominato da pirosseno ricco di magnesio, un minerale pensato per essere abbondante nel mantello lunare. Al di fuori di questo c'è un anello in cui il pirosseno si mescola con le rocce crostali standard degli altopiani lunari. Fuori da quell'anello c'è l'esterno del bacino, dove scompaiono le firme del materiale legato all'impatto.

I risultati hanno alcune implicazioni interessanti per l'esplorazione delle SPA, dicono i ricercatori. La ricerca suggerisce, Per esempio, che trovare materiale di mantello incontaminato nel mezzo del bacino potrebbe essere un po' complicato a causa del grande deposito vulcanico.

"Questo è un po' controintuitivo, " ha detto Moriarty. "In genere lo scavo più profondo sarebbe nel mezzo del cratere. Ma mostriamo che il centro della SPA è stato coperto da quello che sembra un flusso vulcanico".

Quindi se stai cercando un mantello, potrebbe essere saggio atterrare nell'anello che circonda il centro, dove quello che sembra essere il materiale del mantello è altamente concentrato.

Ma un luogo di atterraggio ideale, Moriarty dice, potrebbe essere un punto che ha sia mantello che materiale vulcanico, perché quei vulcani sono interessanti di per sé. La loro composizione è leggermente diversa da quella di altre rocce vulcaniche trovate sulla Luna, il che suggerisce che abbiano un'origine unica.

"Se queste rocce sono davvero vulcaniche, significa che c'era un tipo di vulcanismo davvero interessante che stava accadendo a SPA, " Ha detto Moriarty. "Potrebbe essere correlato all'ambiente geofisico estremo che sarebbe stato in atto durante la formazione del bacino. Sarebbe davvero interessante esaminarlo più a fondo".

Con quello in mente, Moriarty dice che un buon punto per atterrare potrebbe essere vicino al confine tra il centro vulcanico e l'anello di pirosseno. Un'altra strategia potrebbe essere quella di cercare un punto in cui il materiale vulcanico sia stato trafitto da un successivo impatto. Moriarty e Pieters hanno trovato molti di questi crateri nella zona vulcanica dove il materiale pirossenico è stato riesumato.

"Pensiamo che inseguire sia il mantello che i vulcani porterebbe a un ritorno scientifico più ricco, " disse Moriart.

Moriarty spera che questi risultati diano ai pianificatori delle missioni qualcosa su cui riflettere. La Cina sta attualmente pianificando una missione in SPA. La regione è apparsa ripetutamente nel "sondaggio decennale" della NASA sugli scienziati planetari, che viene utilizzato per informare le priorità della missione dell'agenzia.

"Gli impatti sono il processo dominante che ha guidato la creazione e l'evoluzione del sistema solare, e SPA è la più grande struttura da impatto confermata sulla Luna, se non l'intero sistema solare, " Moriarty ha detto. "Questo lo rende un importante membro finale nella comprensione dei processi di impatto. Riteniamo che questo lavoro possa fornire una tabella di marcia per esplorare la SPA in modo più dettagliato."

La ricerca è stata supportata dai programmi LASER (NNX12AI96G) e SSERVI (NNA14AB01A) della NASA.