Che cos'è la Luna?

Versione delle 11:16, 27 ott 2011

                                           Formazione e caratteristiche fisiche della Luna

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra, e si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa.
Da complessi studi effettuati, sembrerebbe ormai molto probabile che la Luna si sia formata in conseguenza di un immane e catastrofico impatto che la Terra all’epoca ancora molto calda e fluida, ebbe con un planetoide delle dimensioni simili al pianeta Marte. Questo grosso oggetto celeste proveniente dalle profondità del Sistema Solare primordiale e avente un’orbita di collisione con quella della Terra, si sarebbe scontrato con il nostro pianeta (Fig.1) strappando così una parte del mantello terrestre, che insieme al materiale del planetoide stesso avrebbe formato in questo modo una importante massa che successivamente all’urto si sarebbe messa ad orbitare attorno al nostro pianeta.

Con il passare del tempo essa si sarebbe stabilizzata assumendo una forma pressocchè sferica ed un’orbita fissa attorno alla Terra, e raffreddandosi poi lentamente e progressivamente questa massa avrebbe così formato la nostra Luna come la conosciamo oggi (Fig.2).

Le dimensioni della Luna sono poco più di 1/3 di quelle terrestri, con un diametro di 3.476 km contro i 12.756 km della Terra (Fig.3). Sulla Luna l’atmosfera è pressocchè inesistente, esistono solamente delle tracce di alcuni gas a bassissima densità come l’idrogeno, l’elio, il neon e l’argon. La temperatura sulla sua superficie varia da un massimo di circa +120°C nella parte esposta al Sole fino ad arrivare ad un minimo di circa -160°C nella parte in ombra, cioè non illuminata dalla radiazione solare. Esistono però alcune zone situate presso i poli lunari dove il Sole non arriva mai con la propria luce, e dove la temperatura può scendere fino a valori molto inferiori al valore minimo sopra spiegato. Da precise osservazioni effettuate negli anni scorsi da alcune sonde automatiche che hanno sorvolato la Luna a bassa quota è risultato che in queste zone estreme situate presso i poli è molto probabile ormai che possano esistere delle grosse quantità di ghiaccio allo stato primordiale, che sarebbe mescolato insieme ai componenti del terreno lunare.

                                                                 Fig.3 - Le dimenioni in scala della Terra e della Luna

                                                             Composizione della Luna

La superficie della Luna è composta da due diversi tipi di terreno, e cioè da zone scure con un basso valore di riflettività della luce (albedo) aventi notevole estensione chiamate Mari, e da zone chiare con più alto valore di albedo chiamate Terre.
I Mari lunari (Fig.4) sono formati da grosse colate laviche di basalto ricche di ferro, che fuoriuscirono dalle spaccature della crosta lunare, provenienti a sua volta però da grosse fratture formatesi sul mantello selenico, quindi situate più in profondità. Queste rotture dello strato medio-superficiale del suolo lunare furono provocate dalla caduta a forte velocità sulla Luna di oggetti celesti provenienti dallo spazio come asteroidi o piccole comete. Le dimensioni dei Mari possono essere molto ampie, aventi valori anche di centinaia di migliaia di km quadrati per quelli più grandi. Le superfici dei Mari sono molto liscie con pochi crateri, ma al suo interno abbiamo altre formazioni come i domi, alcune valli sinuose ed altre caratteristiche varie. Sotto la superficie di alcuni Mari sono situati i Mascon, che sono delle grosse masse di materiale a più alta densità, ed essi furono scoperti perché influenzavano a livello gravitazionale le sonde automatiche orbitanti attorno alla Luna e dedite allo studio della superficie, perchè quando transitavano sopra queste formazioni erano sottoposte ad una variazione della propria velocità orbitale.

                                                                        Fig.4 - i mari Serenitatis e Tranquillitatis

L’inizio dello studio della Luna tramite le sonde spaziali automatiche iniziò il 2 Gennaio 1959 con il lancio della prima sonda russa Luna1 (Fig.4-a) che dopo appena due giorni, il 4 Gennaio sorvolò la superficie del nostro satellite naturale ad una altitudine di circa 6.000 km. Dagli studi effettuati sui campioni di basalto riportati a Terra dagli astronauti delle varie missioni Apollo, è risultato che l’età dei Mari è mediamente di 3,4 miliardi di anni fa.

                                                                              Fig.4-a - La sonda russa Luna 1

Le Terre (Fig. 5) sono invece delle zone lunari che sono completamente piene di crateri da impatto, sempre provocati dalla caduta sulla Luna a forte velocità di oggetti cosmici di natura cometaria o asteroidale. Il tipo di roccia più diffuso delle Terre è la breccia, un composto formato da uno o più tipi diversi di roccia tenuti insieme da un materiale più fine proveniente dai processi di formazione dei crateri da impatto. Da esami approfonditi effettuati sui campioni di breccia riportati sulla Terra dalle varie missioni Apollo, è risultato che l’età di essi sarebbe tra 3,9 e 3,8 miliardi di anni fa, antecedenti quindi la formazione dei Mari. Inoltre, se per ipotesi questa stima fosse valida per tutti i crateri esistenti sul suolo lunare, essi si sarebbero formati quindi in un tempo geologicamente molto breve, e cioè in appena 100 milioni di anni che corrisponde al 2,3% dell’età totale della Luna.

                                                                                  Fig.5 - Una zona della Terre

Questo farebbe pensare che in quel periodo il nostro satellite sarebbe stato fortemente bombardato da oggetti cosmici. Le dimensioni dei crateri sono molto variabili, partendo da quelli aventi pochi metri di diametro, fino ad arrivare ai più grossi con dimensioni superiori ai 100 km (Fig.6). Un cratere da impatto è formato dalle pareti che ne definiscono la forma circolare e che hanno altezze di diverse migliaia di metri. Una formazione che è quasi sempre presente nei crateri è il caratteristico picco centrale, formatosi al momento dell’impatto dall’espulsione dei materiali presenti sulla superficie lunare, e talvolta in alcuni crateri i picchi presenti possono essere anche più di uno. Queste formazioni che sono sempre collocate al centro del cratere possono raggiungere talvolta anche delle altezze di molte centinaia di metri. Sulla Luna inoltre vi sono anche delle vere e proprie catene montuose come ad esempio gli Appennini e le Alpi, con delle formazioni che possono avere un’altitudine che può superare i 5.000 metri.

                                                                                   Fig.6 - Il cratere Copernico

Per quanto riguarda invece la composizione dello strato più superficiale del suolo lunare, quello su cui gli astronauti hanno impresso le loro impronte durante le passeggiate sul suolo selenico (Fig.7), esso è composto da uno strato di materiale chiamato regolite, avente lo spessore di diversi metri. La regolite è molto simile ad una polvere finissima formatasi con il tempo dallo sgretolamento della crosta superficiale sottoposta agli innumerevoli e continui bombardamenti di oggetti provenienti dallo spazio. Questa particolare specie di polvere lunare creò non pochi problemi alle tute ed agli strumenti scientifici degli astronauti (Fig.8), i quali furono costretti molto spesso ad effettuare delle vere e proprie operazioni di pulizia all’equipaggiamento durante i periodi di pausa all’interno del Modulo Lunare (LEM).

                                                                       Fig. 7 - Il piede di Aldrin sul suolo lunare

                                                                      Fig.8 - L'astronauta Schmitt dell'Apollo 17