Le stime del ghiaccio d'acqua sulla Luna subiscono un downgrade “drammatico” – Physics World

Nuove stime di scienziati planetari negli Stati Uniti suggeriscono che la Luna contiene molto meno ghiaccio d’acqua di quanto si pensasse in precedenza. Oltre a fornire informazioni sulla storia e sulla composizione della Luna, i risultati hanno implicazioni per i piani per stabilire una presenza umana a lungo termine sulla superficie lunare o per utilizzare la Luna come base per missioni con equipaggio verso altri corpi del sistema solare.

A differenza della Terra, la Luna non è coronata da calotte polari su ciascun polo. Invece, l’acqua proveniente dagli impatti delle comete e da altre fonti si accumula in regioni permanentemente ombreggiate (PSR) che si trovano all’interno di migliaia di crateri grandi e piccoli. Questi PSR sono alcuni dei luoghi più freddi del sistema solare e sono concentrati ai poli della Luna, dove la luce solare colpisce la superficie lunare con un angolo basso di appena 1.5 gradi.

Miliardi di anni fa, però, l’asse della Luna era molto più inclinato, forse fino a 77 gradi. Questa estrema inclinazione assiale ha esposto i poli alla forte luce solare, eliminando i PSR e provocando la sublimazione in gas del ghiaccio precedentemente accumulato.

La causa dell'inclinazione della Luna e le ragioni per cui è scomparsa sono relativamente ben comprese. “La Luna si è formata vicino alla Terra 4.5 miliardi di anni fa dalla collisione di un piccolo pianeta con la Terra primordiale, e da allora è migrata verso l’esterno”, spiega Norbert Schörghofer, scienziato senior presso il Planetary Science Institute delle Hawaii e coautore di un articolo in Anticipi Scienza sulla ricerca. “All’inizio era più sotto l’influenza delle forze di marea provenienti dalla Terra, ma ora le maree provenienti dal Sole giocano un ruolo più importante, e questa transizione ha costretto un riorientamento dell’asse lunare”.

La principale domanda senza risposta era quando è avvenuta questa transizione. Una data anticipata significherebbe che parte dell’acqua acquisita o degassata dalla Luna durante la sua formazione potrebbe essere ancora lì, rinchiusa nei crateri. Uno successivo implicherebbe che quasi tutta questa acqua primitiva andò perduta nello spazio.

Nuove prove, nuova immagine

Fino a poco tempo fa, la storia della distanza Terra-Luna non era conosciuta abbastanza bene per stimare con certezza la data di transizione. Nel 2022, invece, gli astronomi dell'Osservatorio di Parigi in Francia risolto discrepanze di lunga data tra dati geochimici e modelli fisici delle interazioni delle maree. Il loro modello migliorato ha consentito a Schörghofer e al coautore Raluca Rufu del Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado, per tracciare l'inclinazione lunare in funzione del tempo - e questo, insieme alle misurazioni dell'altezza della superficie dal Laser altimetro orbitale lunare (LOLA), ha permesso loro di calcolare la quantità di ghiaccio presente nei PSR odierni.

Questi calcoli rivelano che i PSR più antichi si sono formati non più di 3.94 miliardi di anni fa, rendendo il ghiaccio d’acqua sulla Luna notevolmente più giovane e quindi molto meno esteso di quanto suggerito da studi precedenti. "Le stime complessive sulla quantità di ghiaccio d'acqua prevista devono essere riviste drasticamente al ribasso", spiega Schörghofer Mondo della fisica. Lo aggiunge Kevin Cannone, un geologo della Colorado School of Mines che mantiene una elenco di promettenti siti di estrazione e atterraggio lunari, ha già iniziato ad aggiornare le stime del ghiaccio d'acqua della Luna sulla base delle nuove scoperte. Secondo Schörghofer “non sono più attesi depositi di ghiaccio quasi puro spessi da decine a centinaia di metri”.

Le prospettive per gli aspiranti cercatori d’acqua lunari non sono però del tutto negative. “Ora disponiamo di mappe più accurate dei punti in cui si possono prevedere le maggiori concentrazioni di ghiaccio sulla Luna”, osserva Schörghofer. "Questo può essere estremamente utile per la selezione dei siti di atterraggio."

I satelliti trovano l'acqua sulla Luna

Schörghofer aggiunge che in a precedente studio, Lui, Paolo Hayne dell'Università del Colorado, Boulder e Oded Aharonson del Weizmann Institute of Science di Israele ha scoperto che i PSR erano più ampiamente distribuiti del previsto. Sebbene il nuovo lavoro con Rufu riduca l’età massima dei PSR, mostra anche che PSR giovani fino a 0.9 miliardi di anni – che sono in genere più piccoli dei PSR più vecchi a causa delle dimensioni più piccole dei crateri che li ospitano – possono ancora contenere ghiaccio. “Nel complesso, ci aspettiamo meno ghiaccio, ma in più posti”, conclude.

In futuro, Schörghofer e colleghi sperano di affinare le loro stime sul ghiaccio calcolando le temperature esatte nei crateri in ombra come Cabeus, che la NASA ha osservato. Satellite di osservazione e rilevamento del cratere lunare (LCROSS) si è schiantato nel 2009. Questi calcoli possono essere eseguiti utilizzando modelli che incorporano il modo in cui la luce rimbalza all'interno dei crateri che non ricevono luce solare diretta, ma Schörghofer ritiene che ci vorranno alcuni anni per ottenere risultati affidabili.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/estimates-of-water-ice-on-the-moon-get-a-dramatic-downgrade/