Gli scienziati hanno trovato un punto caldo sul lato più lontano della luna

Gli scienziati hanno rivelato che le rocce sotto un antico vulcano sul lato opposto della luna rimangono sorprendentemente calde, utilizzando i dati di un’astronave cinese in orbita.

Indicano una grande lastra di granito che si è solidificata dal magma nelle tubature geologiche al di sotto di quello che è noto come il complesso vulcanico Compton-Belkovichi.

“Direi che stiamo mettendo l’unghia nella bara di questa caratteristica davvero vulcanica”, ha detto Matthew Siegler, uno scienziato dell’istituto di scienze planetarie con sede a Tucson, in Arizona, che ha guidato la ricerca. “Ma la cosa interessante è che si tratta di una caratteristica vulcanica simile alla Terra.”

Risultati usciti la scorsa settimana Nella rivista Nature, ha contribuito a spiegare cosa è successo molto tempo fa sotto una strana parte della luna. Lo studio evidenzia anche il potenziale scientifico dei dati raccolti dal programma spaziale cinese e come i ricercatori negli Stati Uniti devono aggirare gli ostacoli all’utilizzo di tali dati.

In questo studio, il dottor Siegler e colleghi hanno analizzato i dati degli strumenti a microonde su Chang’e-1, lanciato nel 2007, e Chang’e-2, lanciato nel 2010, due veicoli spaziali cinesi che non sono più operativi. Poiché la collaborazione diretta tra la NASA e la Cina è attualmente vietata dal Congresso e la ricerca è stata finanziata da una sovvenzione della NASA, il dottor Siegler non ha potuto lavorare con gli scienziati e gli ingegneri che hanno raccolto i dati.

“Questa era una limitazione”, ha detto, “in quanto non potevamo chiamare gli ingegneri che hanno costruito il dispositivo in Cina e dire: ‘Ehi, come dovremmo interpretare questi dati?'” “Sarebbe davvero bello se lavorassimo su questo con scienziati cinesi tutto il tempo. Ma non ci è permesso farlo. Ma fortunatamente hanno reso pubblici alcuni dei loro database”.

Ha potuto attingere all’esperienza di uno studioso cinese, Jianqing Feng, che aveva incontrato il dottor Siegler a una conferenza. Il dottor Feng stava lavorando al progetto di esplorazione lunare presso l’Accademia cinese delle scienze.

“Mi sono reso conto che la combinazione di dati di esplorazione lunare provenienti da diversi paesi avrebbe approfondito la nostra comprensione della geologia lunare e portato a risultati entusiasmanti”, ha affermato il dottor Feng in una e-mail. “Così, ho lasciato il mio lavoro in Cina, mi sono trasferito negli Stati Uniti e sono entrato a far parte del Planetary Science Institute”.

Entrambi gli orbiter cinesi avevano strumenti a microonde, comuni su molti satelliti meteorologici in orbita terrestre ma rari su veicoli spaziali interplanetari.

E così i dati di Chang’e-1 e Chang’e-2 hanno fornito una visione diversa della Luna, misurando il flusso di calore fino a 15 piedi sotto la superficie e dimostrandosi ideali per indagare sulla stranezza di Compton-Pelkovitch.

Visivamente, l’area sembra insignificante. (Non ha nemmeno un nome proprio; la designazione con trattino deriva da due vicini crateri da impatto, Compton e Belkowitz.) Tuttavia, l’area ha affascinato gli scienziati per alcuni decenni.

Alla fine degli anni ’90, David Lawrence, allora scienziato del Los Alamos National Laboratory, stava lavorando sui dati raccolti dalla missione Lunar Prospector della NASA e notò Un punto luminoso di raggi gamma Riprese da questo sito sul lato opposto della Luna. L’energia dei raggi gamma, la più alta forma di energia della luce, corrisponde al torio, che è un elemento radioattivo.

“Era uno di questi strani posti che spiccava come un pollice dolorante in termini di abbondanza di torio”, ha detto il dottor Lawrence, uno scienziato planetario ora al Johns Hopkins Applied Physics Laboratory nel Maryland. “Sono un fisico. Non sono un esperto di geologia della luna. Ma anche come fisico, l’ho visto in modo evidente e ho detto: ‘Bene, questo è qualcosa che merita ulteriori studi.'”

Le scoperte successive sono arrivate dopo l’arrivo del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA nel 2009. Bradley L. Jolliffe, professore di scienze della terra e planetarie alla St. Louis University di Washington, ha guidato un team Ho controllato quelle foto ad alta risoluzione di Compton Belkowitz.

Il dottor Jolliffe ha detto che ciò che hanno visto “sembrava sospettosamente una caldera”, riferendosi ai resti del bordo di un vulcano. “Se consideri che queste caratteristiche hanno miliardi di anni, sono straordinariamente ben conservate”.

Analisi più recenti guidate da Catherine ShirleyOra all’Università di Oxford in Inghilterra, si stima che il vulcano abbia 3,5 miliardi di anni.

Poiché il suolo lunare funge da buon isolante, riducendo gli sbalzi di temperatura tra il giorno e la notte, le emissioni di microonde riflettono in gran parte il flusso di calore proveniente dall’interno della luna. “Devi solo camminare circa due metri sotto la superficie per smettere di vedere il calore del sole”, ha detto il dottor Siegler.

A Compton-Belkovitch, il flusso di calore era fino a 180 milliwatt per metro quadrato, o circa 20 volte l’altezza media sul lato opposto della luna. Questa scala corrisponde a una temperatura inferiore a 10 gradi Fahrenheit circa sei piedi sotto la superficie, o circa 90 gradi più calda che altrove.

“Questo risaltava, dato che faceva caldo rispetto a qualsiasi altra parte della luna”, ha detto il dottor Siegler.

Per produrre così tanto calore e raggi gamma del torio, il dottor Siegler, il dottor Feng e altri ricercatori hanno concluso che il granito, che contiene elementi radioattivi come il torio, era la fonte più probabile e che doveva essercene in abbondanza.

“Sembra identificare in modo specifico quale tipo di materiale si trova sotto”, ha affermato il dottor Lawrence, che è stato uno dei revisori dell’articolo su Nature.

“È una specie di punta dell’iceberg”, ha detto delle emissioni di raggi gamma originali. “Quello che vedi in Compton-Belkovich è una sorta di espressione superficiale di qualcosa di molto più grande al di sotto.”

I vulcani sono visibili altrove sulla Luna. Le pianure laviche solidificate – mare o mari di basalto – coprono vaste aree della superficie, per lo più sul lato vicino. Ma Compton-Bilkovitch è diverso, simile ad alcuni dei vulcani della Terra, come il Monte Fuji e il Monte Sant’Elena, che emettono lava più viscosa.

Il granito è raro altrove nel sistema solare. Sulla Terra, il granito si forma nelle regioni vulcaniche dove la crosta oceanica viene spinta verso il basso sotto un continente dalla tettonica a placche, le forze geologiche che spingono parti della crosta esterna della Terra. L’acqua è anche un componente importante del granito.

Ma la Luna è per lo più secca e priva di tettonica a placche. Le rocce lunari riportate dagli astronauti della NASA più di 50 anni fa contengono solo pochi grani di granito. Ma i dati degli orbiter cinesi indicano una formazione di granito larga più di 30 miglia sotto Compton-Belkovich.

“Ora abbiamo bisogno di geologi per capire come è possibile produrre questo tipo di caratteristiche sulla Luna senza acqua, senza tettonica a placche”, ha affermato il dott. Siegler.

Il dottor Jolliffe, che non è stato coinvolto nella ricerca, ha detto che il documento è stato un “nuovo contributo molto interessante”. Ha detto che sperava che la NASA o un’altra agenzia spaziale inviassero un veicolo spaziale a Compton-Belkovitch per eseguire misurazioni sismiche e mineralogiche.

Una tale missione potrebbe aiutare a testare le idee su come il vulcano si è formato lì in primo luogo. Un’ipotesi è che un pennacchio di materiale caldo sia salito dal mantello sotto la crosta, proprio come avviene sotto le isole Hawaii.

Per quanto riguarda il dottor Feng, il suo attuale visto che gli consente di lavorare negli Stati Uniti scadrà a breve. Sta facendo domanda per uno nuovo, navigando nella sua carriera scientifica tra le dispute geopolitiche tra Stati Uniti e Cina.

“Stiamo iniziando a studiare altri possibili sistemi granitici sulla Luna ora”, ha detto. “Inoltre, estenderemo i nostri modelli per esplorare le lune ghiacciate di Giove. Quindi, sto cercando di rimanere negli Stati Uniti il ​​più a lungo possibile”.