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Mentre la Terra orbita attorno al Sole, la sua compagna costante, la Luna, trascina gli oceani, creando le maree che osserviamo oggi. Quando la vita apparve per la prima volta sulla Terra, la Luna era già una presenza familiare. Eppure questa partnership è relativamente recente in termini cosmici; La Terra non ha sempre avuto un satellite.
Il nostro miglior modello della nascita del Sistema Solare inizia con una nube diffusa di gas e polvere – una nebulosa – che collassa sotto la gravità per formare il Sole. Il disco di materiale circostante si è coalizzato in pianeti, lune e corpi più piccoli. Datando i meteoriti, gli scienziati stimano che il Sole e la Terra si siano formati circa 4,6 miliardi di anni fa. La datazione radiometrica dei campioni lunari ha restituito età fino a 4,46 miliardi di anni, dimostrando che la Luna è vecchia quasi quanto la Terra e forse leggermente più vecchia.
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Diverse ipotesi tentano di spiegare l’origine della Luna. Qualsiasi modello credibile deve soddisfare cinque criteri:il momento angolare Terra-Luna, la massa e la densità della Luna, il minuscolo nucleo di ferro della Luna, l'esaurimento degli elementi volatili e la somiglianza chimica tra i due corpi.
La teoria prevalente, sostenuta dalla NASA e dalla maggior parte degli scienziati planetari, propone che un corpo delle dimensioni di Marte, chiamato Theia, si sia scontrato con la Terra primordiale. Questo impatto ha strappato via gli strati esterni, trasmettendo il momento angolare del sistema, creando un piccolo nucleo per la protomuna ed espellendo materiale che successivamente si è coalizzato nella Luna.
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Gli isotopi – atomi dello stesso elemento con diversi conteggi di neutroni – agiscono come impronte digitali del materiale planetario. L'ossigeno ha tre isotopi stabili (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O). Le misurazioni rivelano che le rocce lunari hanno gli stessi rapporti isotopici di ossigeno della Terra, il che implica una fonte condivisa. Tuttavia, le simulazioni di impatto prevedono che la maggior parte del materiale lunare deriverebbe da Theia, che dovrebbe mostrare firme isotopiche distinte. Questa discrepanza, nota come “crisi isotopica”, rimane irrisolta.
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Idee precedenti – come una rapida rotazione iniziale che lancia materiale verso l’esterno (George Darwin, 19° secolo) o una co-formazione con la Terra – non si allineano con il piccolo nucleo della Luna o con la sua composizione osservata. Alternative più recenti suggeriscono che Theia avesse una composizione isotopica simile alla Terra, o che la miscelazione del vapore post-impatto abbia omogeneizzato il materiale. Nessuna delle due ipotesi spiega completamente i dati.
Con le conoscenze attuali, l’esatto percorso di formazione della Luna rimane incerto. Le prossime missioni potrebbero offrire chiarezza. Il programma Artemis della NASA prevede sbarchi sulla Luna con equipaggio già nel 2027, promettendo nuovi campioni e osservazioni che potrebbero finalmente risolvere il mistero isotopico.
