Perle di vetro nel suolo lunare rivelano antichi bombardamenti di asteroidi sulla Luna e sulla Terra

1 ottobre 2022

di Alexander Nemchin e Katarina Miljkovic, La conversazione

Nel 2020, la missione cinese Chang’e 5 ha campionato più di un chilogrammo di roccia e suolo lunare e lo ha riportato sulla Terra. I campioni contengono innumerevoli minuscole perle di vetro, create quando gli asteroidi hanno colpito la Luna e hanno sparso goccioline di roccia fusa attorno al luogo dell'impatto.

Abbiamo analizzato in dettaglio queste perle di vetro e i crateri da impatto vicino al luogo in cui sono state trovate. I nostri risultati, pubblicati su Science Advances, rivelano nuovi dettagli sulla storia degli asteroidi che hanno colpito la Luna negli ultimi 2 miliardi di anni.

In particolare, abbiamo trovato tracce di diverse ondate di impatti avvenute contemporaneamente agli impatti sulla Terra, incluso l’impatto di Chicxulub 66 milioni di anni fa che portò all’estinzione dei dinosauri.

Il potere distruttivo degli impatti dei meteoriti è stato osservato nel corso della storia umana. Un evento recentemente degno di nota del 2013, la spettacolare meteora di Chelyabinsk che ha ferito centinaia di persone, è stato un evento relativamente minore rispetto agli impatti storici.

Impatti di varia scala si sono verificati nel corso della lunga storia geologica della Terra. Sono stati trovati solo circa 200 crateri da impatto in tutto il mondo, perché l’erosione e l’attività geologica modificano costantemente la superficie del nostro pianeta e cancellano le prove degli impatti passati.

Sulla Luna, dove i crateri da impatto non scompaiono, se ne possono riconoscere diverse centinaia di milioni. Non è difficile immaginare che la Terra abbia sperimentato una simile sbalorditiva raffica di proiettili all’inizio della sua vita.

Con l’evoluzione del sistema solare negli ultimi 4,5 miliardi di anni, il numero di asteroidi è diminuito esponenzialmente nel tempo man mano che le rocce spaziali venivano spazzate via dalla Terra e dagli altri pianeti.

Tuttavia, i dettagli di questo processo rimangono oscuri. C’è stato un decadimento graduale nel tempo del numero di impatti sulla Terra, sulla Luna e su altri pianeti del sistema solare? Ci sono periodi in cui le collisioni sono diventate più frequenti, in questo contesto generale di declino? Esiste la possibilità che in futuro le collisioni aumentino improvvisamente?

Il miglior posto disponibile per cercare risposte è la Luna, e i migliori campioni disponibili sono i suoli lunari, come quelli portati a casa da Chang'e 5.

Il suolo lunare contiene goccioline sferiche di materiale fuso solidificato (vetro) con dimensioni che vanno da pochi millimetri a meno di un millimetro. Queste goccioline si formano durante gli impatti ad alta velocità che sciolgono la roccia bersaglio.

Le goccioline fuse possono schizzare per decine o forse centinaia di chilometri attorno al cratere dell'impatto.

Analizzando la composizione chimica e la radioattività di queste goccioline, possiamo determinare quanti anni hanno. L’età delle goccioline ci dà quindi un’indicazione di quando questi impatti sono avvenuti sulla Luna.

Ogni campione di suolo lunare sembra registrare molteplici impatti. L'età degli impatti è distribuita negli ultimi circa 4 miliardi di anni, con il più giovane che ha solo pochi milioni di anni.

Chang'e 5 è atterrato in un sito con una storia geologica relativamente semplice, rispetto ad altri siti sulla Luna in cui sono stati raccolti campioni.

Il sito di atterraggio si trova al centro di un vasto altopiano basaltico largo quasi 400 chilometri. L'altopiano ha "solo" 2 miliardi di anni, un valore giovane rispetto all'età complessiva della crosta lunare.

Ciò significa che la storia del sito è più breve e più semplice da svelare. Ciò ha reso più semplice l’identificazione delle goccioline originate da impatti vicini, nonché l’interpretazione dei dati chimici e cronologici tramite immagini satellitari della superficie lunare circostante.

Abbiamo combinato questa interpretazione con la modellazione di come le goccioline si sarebbero formate e sarebbero state schizzate fuori in impatti di diverse dimensioni.

Sembra che le goccioline di vetro possano essere trasportate per 20-100 chilometri dal luogo dell'impatto, anche quando l'impatto lascia un cratere largo solo 100 metri. I modelli indicano anche che gli impatti che formano crateri di oltre 1 chilometro di diametro sono più efficienti nella produzione delle goccioline.