Un nuovo studio su un campione di roccia lunare recuperato dalle missioni Apollo ha permesso di calcolare una nuova età per la Luna, che si è rivelata essere più vecchia di quanto pensato finora.
La Luna è antica, terribilmente antica per gli standard umani. Così come il nostro pianeta, e il nostro Sole, ai nostri occhi sembrano oggetti semplicemente eterni e immutabili. Eppure anche la Luna a un certo punto si è formata, uno scenario che da millenni solletica l’immaginazione e la curiosità degli esseri umani. Dalle uova di un’oca cadute dal grembo di Ilmatar, dea finlandese dell’aria, al fiore di Telperion scottato dalla luce di Laurelin, di Tolkeniana memoria.
Attualmente l’ipotesi ritenuta più verosimile è quella del Grande Impatto: un protopianeta di dimensioni simili a Marte (soprannominato Theia, come la madre di Selene, la dea greca della Luna) si scontrò di sguincio con la prototerra. Dall’impatto si formò la Terra moderna, e dal materiale in orbita la Luna. Ci sono altri scenari, ma per un motivo o per l’altro fanno più fatica a spiegare quello che sappiamo del nostro satellite.
La domanda diventa quindi: quanto tempo fa è successo questo scontro cosmico? Datare un evento così remoto, per giunta ipotetico, non è compito facile. La risposta sta nelle rocce stesse dei pianeti, e per trovarla siamo partiti dalla Terra.
La nascita della Terra
Datare il nostro pianeta non è cosa semplice, e per la gran parte della sua storia l’umanità ha assegnato questo compito alla religione e al mito. È solo con la rivoluzione scientifica che si muovono i primi passi sensati verso la datazione del nostro pianeta. Qui troviamo la storia di grandi scienziati dell’800, come Lord Kelvin, e di molti svarioni! Abbiamo raccontato la storia della datazione della Terra nel nostro terzo libro, “Houston abbiamo un problema“, quindi non mi dilungherò troppo. Il succo è che la Terra è un pianeta vivo e attivo, che cancella con la geologia il passato e rimescola continuamente il proprio contenuto. Per datare un pianeta come il nostro è quindi necessario trovare uno dei suoi mattoncini fondamentali, e sperare che sia inalterato dalla sua formazione.
Gli asteroidi sono perfetti per questo compito, se ne vagano (quasi) indisturbati nello spazio dalla nascita stessa del Sistema Solare. Nel 1956 Clair Patterson fu il primo a utilizzare la datazione radiometrica moderna, che sfrutta gli elementi radioattivi naturali come se fossero degli orologi estremamente precisi e affidabili. Patterson datò un meteorite, quello di Canyon Diablo, utilizzando le concentrazioni relative di uranio e piombo (quest’ultimo il prodotto finale del decadimento radioattivo dell’uranio). In tal modo ottenne un valore che doveva essere per forza coevo alla formazione del nostro pianeta: 4,55 miliardi di anni, con una precisione di appena 70 milioni di anni. Tale valore è molto simile a quello attualmente accettato, pari a 4,54±0,05 miliardi di anni.
Attenzione, questa non è la datazione della Terra vera e propria, ma dei suoi mattoncini fondamentali, i ciottoli cosmici da cui si è formata. È lecito pensare che il pianeta abbia un’età simile, tenendo conto che la formazione planetaria non è un evento puntiforme ma richiede decine di milioni di anni. Le rocce più antiche mai trovate sul pianeta Terra sono gli zirconi delle Jack Hills, hanno un’età di 4,04 miliardi di anni e indicano un pianeta già coperto di oceani! Molta della storia antica della Terra è andata persa nei tumultuosi eventi dell’eone Adeano.
È anche per raffinare la nostra stima dell’età del Sistema Solare che sono state costruite missioni come OSIRIS-REx, in grado di riportare a Terra campioni inalterati da questi oggetti antichissimi. I minerali meteoritici più antichi risalgono a 4,567 miliardi di anni fa, e i nostri modelli mettono la nascita del Sole a 4,607 miliardi di anni fa.
L’età della Luna
Quando nel 1969 i primi esseri umani tornarono dalla Luna con un bel sacchetto di rocce lunari, una delle primissime analisi eseguite fu proprio quella di Clair Patterson. Il geologo isolò alcuni zirconi lunari e ne misurò le concentrazioni di uranio e piombo. Il risultato ottenuto con gli strumenti dell’epoca è la stima di età riportata su molti testi: 4,3 miliardi di anni. Quindi la Luna sarebbe circa 200 milioni di anni più giovane della Terra, o almeno, tali sarebbero le sue rocce. Lo zircone è infatti uno dei minerali più resistenti noti, in grado di funzionare come una vera e propria capsula del tempo. Al momento della sua formazione le concentrazioni dei vari minerali al suo interno rimangono “congelate”.
Ma la scienza avanza, e nuove tecniche di isolamento, purificazione e analisi sono state introdotte. Cominciò a profilarsi un problema, visto che qualche anno fa fu scoperto uno zircone lunare con un’età ben più antica, 4,42 miliardi di anni! Questo indica che l’oceano di magma lunare cominciò a solidificarsi intorno a quest’epoca. Nel 2021 un altro studio fa scivolare di altri 40 milioni di anni questa data, andando a collocarla a 4,46 miliardi di anni fa. La ricerca aveva molti caveat, generati proprio dalla novità delle tecniche utilizzate.
La nuova stima
Ora sono stati pubblicati i risultati di una ricerca di conferma (confirmation studies, in inglese), che analizza nuovamente i campioni raccolti dalla missione Apollo 17, in particolare la roccia 72255. Questa volta i ricercatori hanno usato una tecnica nuova di pacca, traducibile in “tomografia a sonda atomica” (atom probe tomography). In pratica un raggio laser sbuccia i campioni, atomo per atomo, permettendo di contare i singoli atomi. Ciò ha permesso di confermare i risultati ottenuti finora! Le rocce lunari più antiche a noi note si sono formate 4,46 miliardi di anni fa! Molti dettagli di questo studio, con interviste agli autori stessi, sono riportati in questo bell’articolo del Washington Post in merito.
Significa che la Luna ha quell’età? Tecnicamente no, significa che le parti solide della Luna hanno almeno 4,46 miliardi di anni, e che quindi la sua formazione deve essere avvenuta immediatamente prima. Questo sposta indietro il Grande Impatto di circa 100 milioni di anni! Un’epoca in cui la formazione della Terra si era appena conclusa. Questo suggerisce che la Luna possa aver avuto un oceano di magma parzialmente fuso per almeno 100 milioni di anni, appunto fino a circa 4,35 miliardi di anni fa.
Questo risultato spiega anche perché i campioni lunari non sono stati analizzati tutti immediatamente, cosa che accadrà anche per il campione recuperato da OSIRIS-REx. Una parte sarà messa da parte, proprio per rendere possibile ricerche come queste, in grado di usare tecniche impensabili per l’epoca!
