La luna è il corpo più semplice del sistema solare che osserviamo ogni giorno a occhio nudo. Ti sei mai chiesto delle macchie scure e chiare sulla sua superficie? Hai mai pensato a cosa costituisce il nostro vicino più prossimo?
Si pensa che la luna si sia formata dai detriti di un piccolo pianeta che si è scontrato con la Terra. Poiché la composizione degli altri pianeti del sistema solare è diversa da quella della Terra, ci si aspettava che anche la composizione della Luna fosse diversa da quella della Terra. Sorprendentemente, la composizione della Terra e della Luna è molto simile.
Gli scienziati avevano suggerito molti modelli per l'origine della luna, ma dagli anni '80 ci si è concentrati sul modello più promettente, il cosiddetto paradigma dell'“impatto gigante”. Secondo il modello dell'“impatto gigante”, una collisione tra un piccolo pianeta simile a Marte (chiamato Theia) e l'antica Terra ha dato origine alla Luna. Alcuni dei detriti della collisione sono ricaduti sulla Terra, altri sono stati dispersi nello spazio e il resto è andato in orbita attorno alla Terra. Questi detriti orbitanti in seguito si unirono per formare un unico oggetto: la Luna.
In precedenza si credeva che la maggior parte del materiale che alla fine formò la Luna provenisse dall'impatto, il piccolo pianeta simile a Marte chiamato Theia, e solo una frazione più piccola provenisse dal corpo impattato, cioè la Terra in questo caso. Pertanto, secondo il modello dell'“impatto gigante”, ci si aspettava che la composizione della Luna fosse molto diversa da quella della Terra ma fosse simile agli altri corpi del sistema solare come gli asteroidi e Marte.
Tuttavia, le prove indicano il contrario: in termini di composizione, la Terra e la Luna sono quasi gemelle e le loro composizioni sono quasi le stesse, differendo al massimo di poche parti su un milione. Questa contraddizione mette in discussione il modello dell'“impatto gigante”. Ora, gli scienziati hanno trovato una nuova risposta a questo mistero.
Contrariamente agli studi tradizionali che si sono concentrati solo sulle composizioni dei pianeti finali, gli studi recenti hanno considerato non solo i pianeti finali ma anche la composizione degli impatti su questi pianeti. Di conseguenza, si è riscontrato che in molti casi i pianeti ei corpi che si scontrano con essi condividono una composizione molto simile, anche se si sono formati indipendentemente. Pertanto, la somiglianza tra la Luna e la Terra deriva dalla somiglianza tra Theia da cui si è formata la Luna e la Terra.
La Terra e Theia si sono formate nella stessa regione e hanno quindi raccolto materiale simile. Sembra che abbiano condiviso ambienti molto simili durante la loro crescita rispetto a due corpi non correlati. Questi ambienti di vita simili li portarono anche alla fine a scontrarsi; e il materiale espulso principalmente da Theia, alla fine formò la Luna.
La Luna è composta da molte delle stesse cose che troviamo qui sulla Terra. Gli scienziati hanno studiato le rocce lunari riportate dagli astronauti dell'Apollo. I loro test hanno mostrato che le rocce della Luna sono simili a tre tipi di rocce ignee che si trovano qui sulla Terra: basalto, anortosite e breccia.
Gli scienziati hanno trovato tre minerali sulla Luna che non si trovano sulla Terra. Sono: Armalocolite, Tranquillityite e Pyroxferroite.
La superficie della luna
La luna non è fatta di formaggio come si sente nelle favole per bambini. Come altri corpi celesti del sistema solare, la luna è costituita da una superficie rocciosa ed è ricoperta da vulcani spenti, crateri da impatto e colate laviche.
All'inizio della storia del sistema solare, tutti i pianeti e le lune hanno subito un periodo di pesante bombardamento di asteroidi e meteoriti che sono stati catturati dalla loro gravità. A causa di un'atmosfera rada, non sono stati bruciati ma sono finiti per schiantarsi sulla sua superficie, lasciando dietro di sé numerosi crateri. Il cratere Tycho è largo più di 52 miglia.
Nel corso di miliardi di anni, questi impatti hanno frantumato la superficie della luna in frammenti che vanno da enormi massi a polvere. La crosta della luna è ricoperta da un mucchio di macerie di polvere polverosa grigio antracite e detriti rocciosi chiamati regolite lunare . Al di sotto c'è una regione di substrato roccioso fratturato chiamata megaregolite .
Le aree chiare della luna sono conosciute come gli altopiani e le distese oscure della luna sono conosciute come maria (latino per mari). Sono una specie di oceani, ma piuttosto che acqua sono costituiti da pozze di lava indurita. All'inizio della storia della luna, l'interno era abbastanza fuso da produrre vulcani, sebbene si raffreddasse e si indurisse rapidamente. Quando asteroidi abbastanza grandi hanno sfondato la crosta, anche la lava è esplosa dalla superficie.
La crosta lunare ha uno spessore compreso tra 60 e 100 chilometri. La regolite in superficie può essere bassa fino a 10 piedi (3 metri) nella maria o profonda fino a 66 piedi (20 metri) negli altopiani.
Sai perché nei filmati delle passeggiate sulla luna gli astronauti sembrano quasi rimbalzare sulla superficie? Questo perché la gravità sulla superficie della luna è un sesto di quella terrestre.
La temperatura raggiunge circa 260 gradi Fahrenheit (127 gradi Celsius) quando in pieno sole, ma al buio, le temperature precipitano a circa -280 gradi Fahrenheit (-173 gradi Celsius).
Sotto la superficie
Come la Terra, la luna ha un nucleo, un mantello e una crosta.
Nel profondo del suo interno, la luna ha un solido nucleo di ferro. Il nucleo ha un raggio di 149 miglia (240 chilometri); è proporzionalmente più piccolo del nucleo di altri corpi terrestri. Il nucleo interno solido e ricco di ferro è circondato da uno strato esterno di liquido parzialmente fuso. Il nucleo esterno può estendersi fino a 310 miglia (500 chilometri). Il nucleo interno costituisce solo circa il 20 percento della luna, rispetto al 50 percento del nucleo di altri corpi rocciosi.
Il mantello si estende dalla parte superiore dello strato parzialmente fuso al fondo della crosta lunare. È molto probabilmente composto da minerali come l'olivina e il pirosseno, che sono costituiti da atomi di magnesio, ferro, silicio e ossigeno.
Lo strato più esterno è la crosta che ha uno spessore di circa 43 miglia (70 chilometri) sull'emisfero vicino alla luna e 93 miglia (150 chilometri) sul lato lontano. È fatto di ossigeno, silicio, magnesio, ferro, calcio e alluminio, con piccole quantità di titanio, uranio, torio, potassio e idrogeno.
La maggior parte dell'interno della luna è costituita dalla litosfera, che ha uno spessore di circa 620 miglia (1.000 km). Poiché questa regione si è sciolta all'inizio della vita lunare, ha fornito il magma necessario per creare pianure laviche in superficie e formare vulcani attivi. Tuttavia, nel tempo il magma si è raffreddato e solidificato, ponendo così fine al vulcanismo sulla luna. Ora, tutti i vulcani attivi sono dormienti e non eruttano da milioni di anni.
La luna della Terra è la seconda più densa del sistema solare, battuta dalla luna di Giove, Io. La separazione del suo interno in strati è stata probabilmente causata dalla cristallizzazione di un oceano di magma subito dopo la sua formazione.
La luna ha un'atmosfera molto sottile e debole, chiamata esosfera. Non fornisce alcuna protezione dalle radiazioni del sole o dagli impatti dei meteoroidi.
Lato vicino e lato lontano della luna
La Luna della Terra ha un "lato vicino" che è perennemente rivolto verso la Terra e un "lato lontano", che è sempre rivolto lontano dalla Terra. La composizione del lato vicino della Luna è stranamente diversa da quella del lato lontano.
Sul lato vicino perennemente rivolto verso la Terra della Luna, in qualsiasi notte o giorno, si possono osservare macchie scure e chiare ("maria") ad occhio nudo. Il lato opposto è pesantemente craterizzato ma non ha quasi maria. Solo l'1% del lato lontano è coperto da maria rispetto al ~ 31% del lato vicino.
