Due studi sui campioni di Chang’e-5 rivelano che il vetro d’impatto lunare nasconde alte concentrazioni di ferro, con importanti implicazioni per future basi sulla Luna.
La Luna è costantemente esposta a due fenomeni distinti: gli impatti ad alta velocità di micrometeoriti e il flusso continuo di particelle ad alta energia del vento solare. Questi processi producono la cosiddetta “space weathering“, ovvero l’alterazione fisica e chimica della regolite lunare nell’arco di miliardi di anni. Due nuovi studi condotti da ricercatori dell’Accademia Cinese delle Scienze e dell’Università di Pechino stanno chiarendo cosa comporti questo processo, grazie all’analisi dei campioni riportati sulla Terra dalla missione Chang’e-5, effettuata con tecniche avanzate di tomografia elettronica e spettroscopia.
Sferette di vetro d’impatto: piccoli archivi di un evento violento
Gli scienziati si sono concentrati su minuscole sferette di “vetro d’impatto”: si tratta di gocce di suolo lunare fuse istantaneamente dal calore di un impatto meteoritico e poi rapidamente solidificate nel vuoto spaziale. Questi granelli rappresentano campioni particolarmente preziosi perché conservano la memoria di ciò che accade nel momento esatto in cui un corpo esterno colpisce la superficie lunare.
Una separazione simile a quella di acqua e olio
L’impatto non si limita a liquefare la roccia, ma innesca un fenomeno noto come immiscibilità dei liquidi silicatici: si tratta dello stesso principio per cui olio e aceto tendono subito a separarsi. Nel caso lunare, la fusione improvvisa del suolo fa sì che nanogocce ricche di ferro si separino dal resto del liquido, ricco di silicio. Il rapido raffreddamento blocca queste particelle di ferro prima che possano depositarsi o ricombinarsi con il resto del materiale.
Una mappa tridimensionale del ferro nascosto nel vetro sulla Luna
Uno studio ha approfondito ulteriormente la questione utilizzando la tomografia elettronica per ricostruire una mappa tridimensionale delle particelle di ferro all’interno di un guscio di vetro d’impatto.
In un singolo volume sono state individuate oltre 1.500 nanoparticelle di ferro, con un diametro medio di appena 3,4 nanometri, distribuite su tre strati distinti: uno ricco di zolfo con particelle più grandi e irregolari generate direttamente dall’impatto; uno intermedio con particelle più piccole formate per disproporzione, una reazione chimica in cui gli ioni di ferro vengono contemporaneamente ossidati e ridotti a ferro metallico puro; e uno strato esterno, più esposto al vento solare, che presenta evidenti alterazioni strutturali.
In alcuni di questi strati, secondo le stime dei ricercatori, il ferro metallico puro potrebbe arrivare a costituire fino al 30% del materiale.
Implicazioni per la scienza lunare e per le future basi umane
Questi risultati aiutano a spiegare perché il suolo lunare “maturo” appaia più scuro e più rossastro alle osservazioni satellitari. Ma l’aspetto probabilmente più significativo riguarda l’utilizzo delle risorse in situ: costruire infrastrutture sulla Luna richiederà grandi quantità di ferro, e secondo i ricercatori, in alcune regioni ricche di vetro d’impatto maturo, il ferro puro potrebbe rappresentare fino al 7,1% del suolo, una percentuale ben più alta delle stime precedenti basate sul contenuto complessivo di ferro nella regolite.
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