Presentazione a scopo illustrativo. Spero che vi piaccia futuri astronomi (anche appassionati)!

1. LE ORIGINI DELLA LUNA:
LA TEORIA DELL’IMPATTO
GIGANTE
A CURA DI:
MD FAYRUJ ISLAM DURRANI 5F
A.S. 2013-2014

2. COS’È?
• La teoria dell’impatto gigante è la quarta e
la più plausibile delle ipotesi sulle origini
della Luna proposta da William Hartmann
(un noto astronomo e pittore americano) e
il suo collega Donald Davis presso
L’Università di Dukeson nel 1974. La teoria
afferma che la Luna si sia formata da
particolari materiali generati dall’ impatto di
un planetoide (di dimensioni simili a Marte)
con la Terra ancora in fase primordiale.

3. UN PO DI STORIA…
• Nel 1972 dopo uno studio sui crateri e sulla composizione della roccia lunare,
Hartmann e Davis iniziarono a studiare le ipotesi sulla formazione della Luna ed
elaborarono un software per avere un ulteriore aiuto. Il programma tenta di
ricreare in maniera semplificata il processo di accrezione agli albori del sistema
solare. Così facendo i due astronomi tentano di capire se vicino alla Terra si
siano formate altri pianeti e se possono averla investita. Si scopre che in effetti
c’era un altro pianeta, ma non era la Luna. A quel punto sulla base delle prove
raccolte, nel 1974 Hartmann propose alla comunità scientifica la sua ipotesi che
sarà chiamata « The Giant Impact Hypothesis (l’ipotesi dell’impatto gigante)».

4. L’IMPATTO GIGANTE: LA CAUSA DELL’IMPATTO
• Theia è L’ipotetico pianeta vicino alla Terra che si
sarebbe formato in un punto di «Lagrange»,
ovvero un punto in cui si assume una posizione
gravitazionalmente stabile lungo la stessa orbita
della Terra. Da qui Theia si sarebbe accresciuto
progressivamente inglobando i planetesimi e i
detriti che occupavano la maggior parte delle
regioni interne del sistema solare poco dopo la sua
formazione. Quando Theia crebbe fino a
raggiungere la dimensione di Marte, la sua massa
divenne troppo elevata per restare stabilmente nel
punto di Lagrange, perse il controllo e si schiantò
contro la Terra (considerando anche l'influenza di
Giove nel turbare le orbite degli altri pianeti del
sistema solare).

5. Tutto ha inizio 4,5 miliardi di anni fa:
• Ormai raggiunto le dimensioni di Marte, Theia colpì la Terra (o meglio «proto-terra» siccome la terra era
parzialmente fusa) con un angolo obliquo di 45° e alla velocità di 5 km/s e l’urto violentissimo sconvolse la
crosta ed il mantello terrestre, ed infine innescò la rotazione terrestre.
• Dopo 1 h: la collisione disintegrò Theia e una parte del mantello terrestre, proiettando nello spazio una scia di
materiali (gas e detriti) tra cui anche il nucleo e il mantello di Theia (per la forza della gravità).
• Dopo 4h: il nucleo «Theiano» sarebbe ricaduto sulla terra e gran parte del Fe in esso contenuto si sarebbe fuso
con il nucleo terrestre.
• 24 h dopo: Il denso nucleo metallico di Theia si associò ben presto alla Terra, mentre la maggior parte del
materiale finito nello spazio lungo la scia «rotante» (compreso anche quello terrestre) si riaggregò in orbita
formando una «proto-Luna». Il processo si sarebbe completato dopo circa un secolo (o forse anche in un anno),
formando l’attuale Luna.

7. PRO
Gli indizi che agevolano questa teoria
derivano dalle rocce raccolte durante gli
atterraggi delle missioni Apollo. Al loro
interno sono presenti composizioni di isotopi
di ossigeno simili a quelle terrestri. Inoltre la
presenza di campioni di rocce di tipo KREEP
(ovvero contenenti K = potassio, REE = Terre
rare [(EN) Rare Earth Elements], P = fosforo)
indicano che durante il processo di
formazione una grande parte della Luna
fosse in uno stato fluido e la teoria
dell'impatto gigante spiega facilmente
l'origine dell'energia richiesta per formare
un tale oceano di lava. Esistono diverse
prove che la Luna possiede anche un nucleo
ferroso, anche se piccolo. In particolare, la
densità media, il momento di inerzia e
l'induzione magnetica suggeriscono che
deve essere circa un quarto del raggio
lunare.
Nel 2011, uno studio condotto dalla NASA, porta
elementi che tendono a smentire questa
ipotesi. Lo studio, eseguito su campioni
vulcanici lunari raccolti dalla missione Apollo 17
del 1972, ha permesso di misurare nel magma
lunare una concentrazione d'acqua 100 volte
superiore a quelle precedentemente stimate e
calcolate. Le rocce vulcaniche tendono a
includere in esse, all'interno di microstrutture
cristalline, alcuni elementi volatili, tra cui
l'acqua, e con analisi molto sofisticate è
possibile ricavare la quantità d'acqua presente
nel suolo lunare. Secondo la teoria dell'impatto
l'acqua dovrebbe essersi dissolta quasi
completamente durante l'impatto, mentre dai
dati ricavati la quantità d'acqua stimata è simile
a quella presente nella crosta terrestre.
(Fonti: Wikipedia; NASA.gov)
CONTRO

8. LA TEORIA DEL DOPPIO IMPATTO DI CANUP
• Nel 2001, Robin Canup , ricercatrice americana dell’Arizona,
spiega che gli impatti sono stati due, anche se scatenati da un
solo corpo. Canup, basandosi sugli studi effettuati sul sistema
Plutone-Caronte, ha dimostrato che il primo impatto è stato
causato dallo scontro della Terra con Theia. Questo primo
impatto, sollevando un’ingente quantità di materia (una «nube
di silicio»), ha formato un anello simile a quello presente
intorno a Saturno. Dopo l’impatto, Il materiale, addensatosi nel
giro di pochi anni, forma un corpo solido che, data la sua
vicinanza, è poi precipitato sulla Terra, provocando il secondo
impatto. Dal nuovo anello venutosi a creare si forma una
massa più stabile, un corpo che è diventato poi la Luna. La
teoria del doppio impatto nasce perché, con un singolo
impatto, non si sarebbe avuta la quantità di materia
necessaria a formare la Luna, in quanto la massa del disco che
si sarebbe condensata a seguito del primo impatto, sarebbe
stata circa 2 volte inferiore a quella dell’attuale massa lunare. I
due impatti spiegano inoltre perché la Terra ha una rotazione di
24 ore e un inclinazione di 23°.

9. CURIOSITÀ
1. Nel 2011, uno studio ha dimostrato che una delle ragioni per cui la Luna presenta
diverse caratteristiche fisiche nelle sue due facce, è causato da una collisione di un corpo
minore durante il processo di formazione del satellite. Si dice anche che questo corpo (di
dimensioni pari a 1/30 di quello Lunare) non abbia creato crateri (forse perché la
velocità di collisione era bassa), ma si sarebbe «spalmato» sulla Luna aggiungendo alla
sua superficie un spesso strato di crosta degli altipiani (presenti nella parte «nascosta»
della Luna).
2. Dal 2010 la teoria dell’impatto gigante è stata messa in discussione più volte: se l’ipotesi
fosse vera, allora la Luna dovrebbe essere composta da materiale proveniente da Theia.
Ma recenti studi e analisi geochimiche delle rocce lunari evidenziano dei problemi: la
Terra e la Luna hanno la stessa composizione.

10. FINE
William Hartmann, «The Giant Impact» 1975
GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
Img prese da internet e scannnerizzate/ fonti principali: wikipedia, NASA.gov, Lescienze.it, StLouisUni.us, na.astro.it