Il più grande e antico cratere da impatto della luna probabilmente non ha minerali da sotto la crosta lunare sulla sua superficie, complicando una teoria secondo cui un antico evento di impatto massiccio ha perforato la crosta lunare durante la formazione del cratere, trova un nuovo studio.

Uno studio pubblicato all'inizio di quest'anno ha analizzato il modo in cui i materiali lunari riflettono la luce per determinare che un impatto formante un bacino che ha formato un antico cratere massiccio, il bacino Polo Sud-Aitken, ha fatto sì che i minerali dalle profondità del mantello lunare rompessero la superficie lunare. Se i materiali del mantello hanno violato la crosta lunare, studiarli potrebbe fornire indizi significativi sulla storia della Luna.

Ora, nuova ricerca sulla rivista AGU Lettere di ricerca geofisica riesaminato gli stessi dati, acquisita dal rover della navicella spaziale cinese Chang'E 4, che è atterrato nel cratere nel gennaio 2019. Il nuovo studio rileva che la crosta del cratere è costituita principalmente da un comune minerale crostale lunare non rilevato nelle analisi precedenti. I nuovi risultati suggeriscono che il pavimento del bacino potrebbe non aver esposto il materiale del mantello lunare come riportato in precedenza.

"Non stiamo vedendo i materiali del mantello nel sito di atterraggio come previsto, " disse Hao Zhang, uno scienziato planetario presso la China University of Geosciences, Wuhan, Cina, e co-autore del nuovo studio.

Il nuovo studio complica le teorie su come i più antichi, si è formato il più grande cratere sulla Luna, aggiungendo al corpo di conoscenze sulla storia della Luna.

Incontri con il bacino del Polo Sud-Aitken

Il bacino del Polo Sud-Aitken è considerato uno dei più grandi crateri del Sistema Solare e il più antico della Luna. Il bacino è 2, 500 chilometri (1, 553 miglia) di diametro e si estende per circa 13 chilometri (8 miglia) di profondità. Il bacino risiede sul lato opposto della Luna, l'area enigmatica rivolta verso la Terra. Non è stato toccato fino all'atterraggio di Chang'E 4 nel cratere nel gennaio 2019.

Sebbene gli scienziati non abbiano ancora datato radiometricamente l'età del bacino, alcune stime collocano la sua formazione a 4,2 miliardi di anni fa.

Gli scienziati hanno teorizzato che l'evento di formazione del bacino Polo Sud-Aitken ha rotto la crosta lunare, a causa di quanto è profondo il bacino oggi. Le mappe topografiche crostali stimano che la crosta si estenda solo 30 chilometri (19 miglia) sotto il cratere, mentre il resto della crosta lunare ha uno spessore medio di 40 chilometri (25 miglia).

La Luna un tempo era ricoperta da oceani di magma fuso. Col tempo, questi raffreddati e separati in strati di crosta e mantello contraddistinti da molte caratteristiche, compresa la loro composizione minerale. clinopirosseno, ortopirosseno, e l'olivina sono tutti minerali associati al mantello lunare. Occasionalmente appaiono sulla superficie della Luna, ma grandi concentrazioni di essi in una regione potrebbero segnalare che il mantello una volta ha perforato la crosta.

Testare la composizione crostale

La spettroscopia è lo studio di come la materia interagisce con la luce. I minerali assorbono lunghezze d'onda specifiche di luce e colore, che dà loro firme uniche. Gli astrofisici eseguono diversi tipi di spettroscopia per determinare la composizione e la concentrazione di materiali diversi sui corpi planetari e sulle loro regioni, sulla base di queste firme uniche.

Ricerche precedenti pubblicate a maggio sulla rivista Natura trovato concentrazioni di clinopirosseno, ortopirosseno, e olivina nel cratere, quantità abbastanza alte da confermare apparentemente la teoria secondo cui il mantello una volta aveva violato la crosta. Il Natura studio ha analizzato i dati spettroscopici del suolo da Chang'E 4 ed ha elaborato i dati utilizzando una serie di funzioni. Questo processo ha permesso loro di identificare il minerale matematicamente più adatto per le composizioni spettrali di ciascuno.

Zhang e i suoi colleghi hanno anche analizzato i dati spettroscopici acquisiti dagli strumenti sul rover di Chang'E 4 dopo che la navicella spaziale è atterrata nel cratere. Hanno usato una tecnica che ha confrontato i riflessi di luce e colore documentati del rover dalla superficie lunare con un database di minerali conosciuti. Il database ha tenuto conto della dimensione delle particelle dei minerali, il modo in cui i minerali interagiscono con la luce, e come rispondono all'erosione spaziale:i cambiamenti alla superficie del suolo causati dall'irradiazione del vento solare e dal bombardamento di minuscole particelle che subisce la superficie della Luna.

Questo diverso processo ha permesso ai ricercatori di rilevare e misurare la quantità di plagioclasio nel cratere. Il plagioclasio è un minerale creato dal raffreddamento della lava. È anche una delle rocce più comuni sulla superficie lunare. I risultati hanno mostrato che il plagioclasio costituiva il 56-72% della composizione del cratere, rendendolo il minerale di maggioranza. L'elevata concentrazione di plagioclasio suggerisce che la crosta lunare non sia stata perforata da un antico impatto.

Il nuovo studio ha anche scoperto che il sito di atterraggio sul cratere aveva concentrazioni del 9-28% di ortopirosseno, 4-19% clinopirosseno, e 2-12% di olivina. Sebbene i tre minerali siano nel bacino, non sono presenti in quantità sufficientemente elevate da dimostrare un evento di impatto una volta rotta la crosta, according to the study's authors.

The new study complicates the certainty of earlier findings and points towards a need for continued research on the far side's lunar surface, according to Zhang.

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.