Un'antica Collisione Terra quasi vaporizzata, che dà alla luce la luna

La nuova analisi chimica delle rocce della Terra e della luna ha gettato nuova luce sulle origini del nostro sistema lunare, e il momento della nascita è stato molto più drammatico e violento di quanto molti si aspettassero.

"I nostri risultati forniscono la prima prova concreta che l'impatto ha realmente (in gran parte) vaporizzato la Terra", ha detto Kun Wang, un geochimico della Washington University di St. Louis, in un comunicato stampa. Uno studio di Wang e Stein B. Jacobsen è stato pubblicato online lunedì a Natura.

Circa 4,5 miliardi di anni fa, la Terra era una giovanissima collezione di spazzatura spaziale, e non era un posto terribilmente accogliente. Quel primo periodo è noto come eone adeano, chiamato così per le condizioni infernali. La proto-Terra era infuocata e calda, e la superficie era probabilmente per lo più lava fusa da intensa attività vulcanica e frequenti collisioni con altre rocce.

Fu allora che questo primo pianeta entrò in collisione con un altro, forse con le dimensioni di Marte. La forza dell'impatto ha vaporizzato il più piccolo e il più grande, producendo una gigantesca atmosfera 500 volte la dimensione attuale della Terra attuale, riempita con un manto fluido super-caldo. Questo, col tempo, si è raffreddato e indurito in due corpi distinti: la luna e la Terra.

È stato a lungo teorizzato che la luna si sia formata da una collisione tra due corpi proto-planetari. Ma i modelli precedenti avevano le due masse che si sfioravano l'una con l'altra, mentre quella più piccola rimaneva per lo più intatta e formava la luna. Questo è stato confutato nel 2001, quando gli scienziati hanno confrontato gli isotopi di una varietà di elementi nelle rocce lunari e terrestri, e li hanno trovati per composizione nello stesso modo. La probabilità che i due corpi in collisione abbiano le stesse segnature nei loro isotopi è naturalmente pari a zero, il che significa che le masse delle due rocce devono sostanzialmente mescolarsi prima di formare la luna.

Due di questi modelli sono stati precedentemente suggeriti per spiegare questo. In uno, la collisione è ancora piuttosto tranquilla, ma una nuvola di atmosfera di mantello a forma di disco consente la miscelazione di materiale proveniente dalla Terra e dalla sua proto-luna, prima che si depositino in oggetti separati.

Questa nuova ricerca regola questa conclusione, utilizzando un'analisi molto sofisticata di due isotopi di potassio, 10 volte più precisi dei metodi precedenti. Trovò una concentrazione leggermente più alta dell'isotopo di potassio più pesante sulla luna che sulla Terra. L'unica spiegazione è che, durante la condensazione dell'atmosfera del mantello che ha portato alla nascita della luna, l'isotopo più pesante era leggermente più propenso a condensare di quello più leggero.

Questo supporta il modello in cui l'intero oggetto in collisione e la maggior parte della Terra sono stati cancellati nello schianto e la luna si è formata mentre particelle nell'atmosfera di mantello superfluido si sono raffreddate e si sono unite, come una enorme goccia di pioggia che si condensa dal vapore acqueo, guadagnando lentamente dimensioni.