Probabilmente il granito si nasconde sotto la superficie della Luna

Il complesso vulcanico Compton-Belkovich della Luna, mostrato in questa immagine del Lunar Reconnaissance Orbiter, potrebbe ospitare la più grande massa di granito scoperta oltre la Terra.

Arizona State University, GSFC/NASA

Di Katherine Kornei

19 luglio 2023 alle 9:00

Fai attenzione a Yosemite: la luna ha la sua impressionante esposizione di rocce.

Un enorme pezzo di granito, largo circa 50 chilometri, potrebbe essere sepolto sotto la superficie lunare, hanno riferito i ricercatori il 5 luglio su Nature. Trovare un colosso del genere, di gran lunga la più grande struttura di granito avvistata oltre la Terra, è una sorpresa dato che la formazione di questo tipo di roccia richiede tipicamente la tettonica a placche o acqua abbondante.

Quando gli astronauti dell'Apollo sbarcarono sulla Luna negli anni '60 e '70, incontrarono panorami dominati dal basalto. La roccia ignea è roba comune sia sulla Luna che sul nostro pianeta, afferma Matthew Siegler, planetologo presso il Planetary Science Institute di Tucson. “Tutto inizia come basalto.”

Ma col tempo, con sufficiente calore e pressione, il basalto può sciogliersi e trasformarsi in granito più resistente. La tettonica a placche e l’acqua, entrambi pilastri della Terra, spesso aiutano a facilitare questa trasformazione: le forze tettoniche possono aiutare a trascinare le rocce in profondità, dove fa più caldo, e l’acqua, agendo come un sale, aiuta le rocce a sciogliersi a temperature più basse (SN: 1/13/ 21).

Poiché la Luna non ha una tettonica a placche e ha pochissima acqua, trovare abbondanti quantità di granito sarebbe inaspettato, dice Siegler. In effetti, dei circa 380 chilogrammi di rocce lunari (circa il peso di un grande orso) riportati sulla Terra dagli astronauti dell'Apollo, solo una manciata di pezzi di dimensioni millimetriche sono di granito (SN: 15/07/19). "Questo è il nostro intero inventario", afferma Siegler.

Ma Siegler e i suoi colleghi hanno ora prove evidenti che un enorme pezzo di granito potrebbe nascondersi sotto la superficie della Luna. Il team ha analizzato i dati sulle microonde raccolti dalla faccia nascosta della Luna dalle orbite lunari cinesi Chang'e-1 e Chang'e-2 e ha scoperto un hotspot geotermico di circa 9 gradi Celsius più caldo del previsto. Le temperature elevate sono spesso un indicatore della presenza del granito, dice Siegler, perché l’uranio e il torio – elementi radioattivi che decadono nel tempo e rilasciano calore – tendono ad aggregarsi all’interno della roccia.

Per stimare quanto grande potrebbe trovarsi un pezzo di granito sotto la regione, nota come Complesso vulcanico Compton-Belkovich, i ricercatori hanno eseguito simulazioni al computer di diverse dimensioni di granito sepolto a diverse profondità. Il team ha concluso che un pezzo ellissoidale di granito largo circa 50 chilometri e alto 25 chilometri, sormontato da un ellissoide di granito più piccolo, il tutto sepolto quattro chilometri sotto la superficie lunare, spiegava meglio le osservazioni di Chang'e-1 e Chang'e-2.

La grande domanda è come si è formato un simile edificio. Un’idea proposta da Siegler e dai suoi colleghi è che un pennacchio di mantello – una colonna di roccia fusa – una volta persistesse sotto il complesso vulcanico Compton-Belkovich. Quel pennacchio avrebbe trasformato parte del basalto della regione in granito.

Sulla Terra, i pennacchi del mantello si combinano notoriamente con il movimento delle placche tettoniche per creare catene di isole come le Hawaii, dice Siegler (SN: 19/9/11). Ma sulla Luna, dove non esiste la tettonica a placche, un pennacchio di mantello riscalderebbe continuamente una regione, dice. "Ottieni un singolo punto della crosta che continua a arrostirsi."

Questa è una scoperta intrigante che dovrebbe essere seguita da una missione lunare, dice Brad Jolliff, uno scienziato planetario della Washington University di St. Louis che non è stato coinvolto nel nuovo studio. “È maturo per una missione robotica che abbia un piccolo rover in grado di testare da vicino alcune di queste proprietà”.

Nei prossimi anni, gli scienziati intendono fare proprio questo. La missione Lunar Vulkan Imaging and Spectroscopy Explorer della NASA, o Lunar-VISE, il cui lancio è previsto entro il 2027, atterrerà sulla sommità di una delle cupole Gruithuisen. Situate sul lato visibile della Luna, si ritiene che queste formazioni vulcaniche contengano anche granito. Lunar-VISE sarà in grado di osservare da vicino la composizione chimica della regione, afferma il ricercatore principale della missione Kerri Donaldson Hanna, geologo planetario presso l'Università della Florida Centrale a Orlando.