I campioni dell’Apollo 17 rivelano che la Luna è 40 milioni di anni più vecchia di quanto si pensasse in precedenza

Iscriviti alla newsletter scientifica Wonder Theory della CNN. Esplora l’universo con notizie di scoperte affascinanti, progressi scientifici e altro ancora.

CNN
—

La polvere lunare raccolta dagli astronauti dell’Apollo 17 negli anni ’70 ha rivelato che la Luna è 40 milioni di anni più vecchia di quanto si pensasse in precedenza.

Dopo lo sbarco sulla Luna l’11 dicembre 1972, gli astronauti della NASA Eugene Cernan e Harrison Schmidt raccolsero rocce e polvere dalla superficie lunare. Una nuova analisi di quel campione ha rivelato cristalli di zircone e ha datato la sua età a 4,46 miliardi di anni. Stime precedenti indicano che l’età della Luna, formatasi a seguito di una massiccia collisione celeste, è di 4,425 miliardi di anni.

I risultati sono stati pubblicati lunedì sulla rivista Lettere sulle prospettive geochimiche.

“Questi cristalli sono i solidi più antichi conosciuti che si sono formati dopo un impatto gigantesco. Perché conosciamo l’età di questi cristalli”, hanno affermato Philip Heck, autore senior dello studio, e Robert A. Pritzker, curatore del Dipartimento di meteoriti e studi polari presso l’Università di Washington. Field Museum of Natural History di Chicago, si legge in un rapporto, e funge da punto di ancoraggio per la cronologia lunare.” Una dichiarazione.

Gli albori del nostro sistema solare, quando la Terra si stava ancora formando e crescendo di dimensioni, erano caotici e gli oggetti rocciosi spesso si scontravano nello spazio. Secondo i ricercatori, durante quel periodo, più di 4 miliardi di anni fa, un oggetto delle dimensioni di Marte entrò in collisione con la Terra, espellendo un grosso pezzo di roccia che divenne la Luna. Ma gli studiosi hanno faticato a datare con precisione questo evento cruciale.

L’energia derivante dalla collisione di un oggetto delle dimensioni di Marte con la Terra ha sciolto le rocce che avrebbero poi formato la superficie della Luna.

“Quando la superficie veniva fusa in questo modo, i cristalli di zircone non erano in grado di formarsi e sopravvivere”, ha detto Heck, che è anche il direttore senior del Negaunee Integrative Research Center del museo e professore presso il Dipartimento di Scienze Geofisiche dell’Università. di Chicago. “Si è formato dopo il raffreddamento dell’oceano di magma lunare.”

“Altrimenti si sarebbero sciolti e la loro firma chimica sarebbe stata cancellata”.

Precedenti ricerche del coautore dello studio Bidong Zhang, ricercatore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Planetarie e Spaziali dell’Università della California, a Los Angeles, suggerivano che determinare l’età dei cristalli all’interno della polvere lunare potrebbe rivelare l’età effettiva della Luna. , BENE.

Zhang e la sua collega Audrey Bouvier, professoressa di scienza planetaria sperimentale presso l’Università di Bayreuth in Germania, si sono avvicinati a Heck e all’autrice principale dello studio Jennika Greer, ricercatrice associata in geoscienze presso l’Università di Glasgow, per dare uno sguardo su scala nanometrica ai cristalli utilizzando una tecnica avanzata. Determinare la sua composizione chimica e determinare l’età della luna.

Questa ricerca rappresenta il primo utilizzo del metodo analitico per datare i cristalli utilizzando la tomografia con sonda atomica ed è stata condotta utilizzando strumenti presso la Northwestern University di Evanston, Illinois, secondo gli autori dello studio.

“Nella tomografia con sonda atomica, iniziamo affilando un pezzo del campione lunare fino a ottenere una punta molto affilata, utilizzando un microscopio a fascio ionico focalizzato, quasi come un temperamatite molto sofisticato”, ha detto Greer, che era un dottorando al Field Museum. . e l’Università di Chicago quando ho lavorato allo studio. “Quindi utilizziamo laser ultravioletti per vaporizzare gli atomi dalla superficie di quella punta. Gli atomi viaggiano attraverso uno spettrometro di massa e la velocità con cui si muovono ci dice quanto sono pesanti, il che a sua volta ci dice di cosa sono fatti quegli atomi.”

L’analisi ha mostrato il numero di atomi di uranio presenti all’interno dei cristalli di zircone che erano stati sottoposti a decadimento radioattivo. Gli elementi possono trasformarsi se i loro atomi hanno una configurazione instabile di protoni e neutroni, causandone il decadimento, come l’uranio decade fino a diventare piombo. Tenendo traccia della durata di questo processo, gli scienziati possono determinare l’età di qualcosa confrontando il rapporto tra gli atomi di uranio e quelli di piombo.

“La datazione radiometrica funziona un po’ come una clessidra”, ha detto Heck. “In una clessidra, la sabbia scorre da un bulbo di vetro all’altro, con il passare del tempo indicato dall’accumulo di sabbia nel bulbo inferiore. La datazione radioattiva funziona in modo simile contando il numero di atomi genitori e il numero di atomi figli che hanno trasformato Il passare del tempo può quindi essere calcolato perché la velocità di trasformazione è nota.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato gli isotopi di piombo trovati nel campione di polvere lunare per determinare che i cristalli avevano 4,46 miliardi di anni, indicando che la Luna doveva essere almeno così vecchia.

“È sorprendente essere in grado di ottenere prove che la roccia che ospita sia la parte più antica della Luna che abbiamo mai scoperto”, ha detto Greer. “È un punto di collegamento per molte domande sulla Terra. Quando conosci l’età di qualcosa, puoi capire meglio cosa gli è successo nel corso della sua storia.”

Sebbene i campioni lunari siano stati riportati sulla Terra più di 50 anni fa, ci è voluto molto tempo per sviluppare la tecnologia necessaria per eseguire analisi così dettagliate dei cristalli. Ecco perché la NASA ha aspettato Scopri alcuni esemplari incontaminati Sono stati raccolti durante l’era Apollo fino agli ultimi anni, consentendo ulteriori approfondimenti sulla luna naturale del nostro pianeta utilizzando i metodi più avanzati.

“La Luna è un partner importante nel nostro sistema planetario”, ha detto Heck. “Stabilizza l’asse di rotazione della Terra, ecco perché in un giorno ci sono 24 ore e perché ci sono le maree. Se non fosse per la Luna, la vita sulla Terra sarebbe diversa. Fa parte del nostro sistema naturale che noi vogliamo capire meglio, e il nostro studio fornisce un piccolo pezzo del puzzle in tutto il quadro.