Mentre orbitava intorno alla Luna nel 1971, l'equipaggio dell'Apollo 15 ha fotografato una strana caratteristica geologica:un Depressione a forma di D lunga circa due miglia e larga un miglio, che da allora ha affascinato gli scienziati planetari. Alcuni hanno suggerito che la funzione, noto come Ina, è la prova di un'eruzione vulcanica della Luna negli ultimi 100 milioni di anni, circa un miliardo di anni dopo che si pensa che la maggior parte dell'attività vulcanica sulla Luna sia cessata.

Ma una nuova ricerca condotta dai geologi della Brown University suggerisce che Ina non è poi così giovane. Le analisi, pubblicato sulla rivista Geologia , conclude che la caratteristica è stata effettivamente formata da un'eruzione circa 3,5 miliardi di anni fa, all'incirca della stessa età dei depositi vulcanici oscuri che vediamo sul lato opposto della Luna. È il particolare tipo di lava eruttata da Ina che aiuta a nascondere la sua età, dicono i ricercatori.

"Per quanto interessante sarebbe che Ina si fosse formata nel recente passato geologico, semplicemente non pensiamo che sia il caso, " ha detto Jim Head, coautore dell'articolo e professore presso il Dipartimento della Terra di Brown, Scienze ambientali e planetarie. "Il modello che abbiamo sviluppato per la formazione di Ina lo colloca saldamente nel periodo di picco dell'attività vulcanica sulla Luna diversi miliardi di anni fa".

Aspetto giovanile

Ina si trova vicino alla sommità di un tumulo di roccia basaltica dolcemente inclinato, portando molti scienziati a concludere che fosse probabilmente la caldera di un antico vulcano lunare. Ma quanto antico non era chiaro. Mentre i fianchi del vulcano sembrano vecchi di miliardi di anni, la stessa caldera di Ina sembra molto più giovane. Un segno di giovinezza è il suo aspetto luminoso rispetto all'ambiente circostante. La luminosità suggerisce che Ina non ha avuto il tempo di accumulare così tanta regolite, lo strato di roccia incoerente e polvere che si accumula in superficie nel tempo.

Poi ci sono i caratteristici tumuli di Ina:circa 80 lisce colline di roccia, alcuni alti fino a 100 piedi, che dominano il paesaggio all'interno della caldera. I tumuli sembrano avere molti meno crateri da impatto su di essi rispetto all'area circostante, un altro segno di relativa giovinezza. Col tempo, ci si aspetta che una superficie accumuli crateri di varie dimensioni a velocità abbastanza costanti. Quindi gli scienziati usano il numero e le dimensioni dei crateri per stimare l'età relativa di una superficie. Nel 2014, un team di ricercatori ha effettuato un attento conteggio dei crateri sui tumuli di Ina e ha concluso che devono essere stati formati da lava eruttata in superficie negli ultimi 50-100 milioni di anni.

"È stata una scoperta davvero sconcertante, " disse Head. "Penso che la maggior parte delle persone sia d'accordo sul fatto che il vulcano su cui si trova Ina si sia formato miliardi di anni fa, il che significa che ci sarebbe stata una pausa nell'attività vulcanica per un miliardo di anni o più prima dell'attività che ha formato Ina. Volevamo vedere se ci potesse essere qualcosa nella struttura geologica all'interno di Ina che smentisse la nostra stima della sua età".

Non così giovane?

I ricercatori hanno esaminato vulcani ben studiati sulla Terra che potrebbero essere simili a Ina. Ina sembra essere un cratere a fossa su un vulcano a scudo, una montagna in leggera pendenza simile al vulcano Kilauea nelle Hawaii. Kilauea ha un cratere simile a Ina conosciuto come il cratere Kilauea Iki, scoppiata nel 1959.

Mentre la lava di quell'eruzione si solidificava, ha creato uno strato roccioso altamente poroso all'interno della fossa, con vescicole sotterranee grandi fino a tre piedi di diametro e spazio vuoto superficiale profondo fino a due piedi. Quella superficie porosa, Head e i suoi colleghi dicono, è creato dalla natura della lava eruttata nelle ultime fasi di eventi come questo. Quando l'offerta di lava nel sottosuolo inizia a diminuire, erutta come "schiuma magmatica", una miscela frizzante di lava e gas. Quando quella schiuma si raffredda e si solidifica, forma la superficie altamente porosa.

I ricercatori suggeriscono che un'eruzione di Ina avrebbe prodotto anche schiuma magmatica. E a causa della ridotta gravità della Luna e dell'atmosfera quasi assente, la schiuma lunare sarebbe stata ancora più soffice che sulla Terra, quindi ci si aspetta che le strutture all'interno di Ina siano ancora più porose che sulla Terra.

È l'elevata porosità di quelle superfici che confonde le stime di data per Ina, sia nascondendo l'accumulo di regolite che emettendo conteggi dei crateri.

Una superficie altamente porosa, dicono i ricercatori, consentirebbe alla roccia e alla polvere di filtrare nello spazio vuoto superficiale, facendo sembrare che si sia accumulata meno regolite. Quel processo sarebbe perpetuato dallo scuotimento sismico nella regione, gran parte dei quali è causato da continui impatti di meteoriti. "È come battere sul lato di un setaccio per far passare la farina, " disse Head. "Regolith viene spinto nei buchi piuttosto che sedersi sulla superficie, il che fa sembrare Ina molto più giovane."

La porosità potrebbe anche alterare il conteggio dei crateri. Esperimenti di laboratorio che utilizzano un cannone a proiettile ad alta velocità hanno dimostrato che gli impatti su bersagli porosi producono crateri molto più piccoli. A causa dell'estrema porosità di Ina, dicono i ricercatori, i suoi crateri sono molto più piccoli di quanto sarebbero normalmente, e molti crateri potrebbero non essere affatto visibili. Ciò potrebbe alterare drasticamente la stima dell'età derivata dal conteggio dei crateri.

I ricercatori stimano che la superficie porosa ridurrebbe di un fattore tre le dimensioni dei crateri sui tumuli di Ina. In altre parole, un impattatore che creerebbe un cratere di 100 piedi di diametro nella roccia basaltica lunare creerebbe un cratere di poco più di 30 piedi in un deposito di schiuma. Tenendo conto di questa relazione di scala, la squadra ottiene un'età rivista per i tumuli Ina di circa 3,5 miliardi di anni. È simile all'età superficiale dello scudo vulcanico che circonda Ina, e colloca l'attività di Ina nell'arco temporale del vulcanismo comune sulla Luna.

I ricercatori ritengono che questo lavoro offra una spiegazione plausibile per la formazione di Ina senza dover invocare la sconcertante pausa di miliardi di anni nell'attività vulcanica.

"Pensiamo che le caratteristiche dall'aspetto giovane di Ina siano la naturale conseguenza delle eruzioni di schiuma magmatica sulla Luna, " Head ha detto. "Queste forme del terreno create da queste schiume sembrano semplicemente molto più giovani di quanto non siano".