Alcune aree in ombra della Luna sono più giovani di quanto precedentemente valutato e, quindi, la quantità di acqua in esse accumulata è inferiore a quanto finora stimato.
Sono le conclusioni di un nuovo studio pubblicato su Science Advances, secondo cui la maggior parte delle regioni permanentemente in ombra (Permanently shadowed regions, in sigla Psr) della Luna hanno al massimo circa 3,4 miliardi di anni e possono contenere depositi relativamente giovani di ghiaccio d’acqua. Le risorse idriche sono considerate fondamentali per l’esplorazione sostenibile della Luna e oltre, ma questi risultati suggeriscono che le stime attuali relative ai ghiacci lunari sono da rivedere.
L’attuale inclinazione dell’asse di rotazione della Luna combinata con la sua inclinazione orbitale – l’angolo rispetto al piano orbitale della Terra – e l’angolo basso del Sole creano ombre permanenti ai poli. I Psr sono alcuni dei punti più freddi del Sistema solare, condizione che consente di intrappolare sostanze chimiche volatili, incluso il ghiaccio d’acqua, che si trasformerebbero immediatamente da solido a gassoso se esposti all’intensa luce che irradia il resto della superficie della Luna.
«Pensiamo che il sistema Terra-Luna si sia formato in seguito a un gigantesco impatto tra la Terra primordiale e un altro protopianeta», ha detto Raluca Rufu, secondo autore dell’articolo pubblicato su Science Advances. «La Luna è nata dal disco di detriti generato dall’impatto, migrando lontano dalla Terra nel tempo. Circa 4,1 miliardi di anni fa la Luna ha subito un importante riorientamento dell’asse di rotazione quando la sua inclinazione raggiunse angoli elevati prima di raggiungere la configurazione che vediamo oggi. Man mano che l’inclinazione assiale diminuiva, i Psr apparivano ai poli e crescevano nel tempo».
Il team ha utilizzato AstroGeo22, un nuovo strumento di simulazione dell’evoluzione Terra-Luna, per calcolare l’inclinazione assiale della Luna nel tempo. Mettendo insieme le misurazioni dell’altezza della superficie provenienti dai dati del Lunar Orbital Altimeter Laser (Lola) il team ha stimato l’evoluzione delle aree in ombra nel tempo.
«L’evoluzione temporale della distanza Luna-Terra è rimasta un problema irrisolto per mezzo secolo», ha detto Rufu. «Tuttavia, questi nuovi dati geologici sulla storia del sistema Terra-Luna ci consentono di calcolare l’inclinazione assiale della Luna e l’estensione delle Psr nel tempo».
Gli scienziati hanno preso in esame, in particolare, i dati raccolti a seguito dell’impatto del razzo Atlas Centaur avvenuto nel 2009 vicino al polo sud della Luna nell’ambito della missione Lcross (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) della Nasa L’oggetto dal peso di due tonnellate ha colpito il fondo del cratere Cabeus, creando un pennacchio di detriti e rivelando la presenza di acqua e altre sostanze chimiche nella regolite lunare.
«Il nostro lavoro suggerisce che il cratere Cabeus sia diventato un Psr meno di un miliardo di anni fa. Le varie sostanze volatili rilevate nel pennacchio creato da Lcross indicano che l’intrappolamento del ghiaccio è continuato in tempi relativamente recenti», ha affermato Norbert Schörghofer, l’autore principale di questo articolo del Planetary Science Institute.
L’età dei Psr determina in gran parte la quantità di ghiaccio d’acqua che potrebbe essere intrappolata nelle regioni polari lunari e le informazioni sull’abbondanza di ghiaccio d’acqua sono particolarmente importanti nella pianificazione delle prossime missioni con e senza equipaggio sulla Luna alla ricerca di acqua, nell’ambito delle quali questa risorsa può essere utilizzata per creare aria e carburante per missili e sostenere l’abitazione umana.
Le agenzie spaziali prevedono di inviare rover e esseri umani per caratterizzare il ghiaccio d’acqua all’interno dei Psr.
Immagine in apertura: Gli scienziati hanno utilizzato le misurazioni dell’altezza AstroGeo22 e Lola per calcolare l’età delle regioni permanentemente in ombra della Luna vicino ai suoi poli. Le macchie colorate mostrano l’estensione delle Psr 3,3 miliardi di anni fa (rosso), 2,1 miliardi di anni fa (verde) e vicine ai giorni nostri (blu) con la topografia attuale. Questi risultati suggeriscono che le stime attuali per i ghiacci intrappolati a freddo sono troppo alte. Crediti: Schörghofer/Rufu (2023)