Cosa sono i crateri lunari? Come sono stati formati?

I crateri lunari sono landform a forma di scodella creati da due processi: vulcanismo e craterizzazione. Ci sono centinaia di migliaia di crateri lunari che vanno da meno di un miglio attraverso a bacini giganti chiamati mare, che un tempo si pensava fossero mari.

Lo sapevate?

Gli scienziati lunari stimano che ci siano più di 300.000 crateri più larghi di mezzo miglio attraverso il lato della Luna che possiamo vedere dalla Terra (il lato "vicino"). Il lato opposto è più pesantemente craterizzato e viene ancora tracciato.

Come si sono formati i crateri lunari?

Per molto tempo, gli scienziati non sapevano come si formassero i crateri sulla Luna. Sebbene esistessero diverse teorie, non fu fino a quando gli astronauti andarono effettivamente sulla Luna e ottennero campioni di roccia per gli scienziati per studiare che i sospetti erano confermati.

L'analisi dettagliata delle rocce lunari riportata dagli astronauti dell'Apollo ha mostrato che il vulcanismo e il craterismo hanno modellato la superficie della Luna dalla sua formazione, circa 4,5 miliardi di anni fa, poco dopo la formazione della Terra. Bacini di impatto giganti si formarono sulla superficie della Luna infantile, il che causò il formarsi di rocce fuse e creare vasche giganti di lava raffreddata. Gli scienziati hanno chiamato questi "cavalla" (latino per i mari). Quel primo vulcanismo ha depositato le rocce basaltiche.

Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA ha utilizzato uno strumento laser per mappare la topografia della Luna in alta definizione, mappando la posizione di oltre 5.000 crateri con un diametro di oltre 12 miglia e innumerevoli altri di dimensioni inferiori. Lo fanno per comprendere la distribuzione delle diverse dimensioni del cratere e per comprendere gli eventi crateri che hanno cambiato la superficie lunare negli ultimi 4,5 miliardi di anni. I falsi colori qui mostrano le posizioni dei crateri più grandi mappati dal veicolo spaziale. NASA / LRO

Crateri da impatto: creati da detriti spaziali

Durante tutta la sua esistenza, la Luna è stata bombardata da comete e pezzi di asteroidi, e quelli hanno creato i numerosi crateri da impatto che vediamo oggi. Hanno praticamente la stessa forma che avevano dopo la loro creazione. Questo perché non c'è aria o acqua sulla Luna per erodere o spazzare via i bordi del cratere.

Poiché la Luna è stata martellata da impattatori (e continua a essere bombardata da rocce più piccole, nonché dal vento solare e dai raggi cosmici), la superficie è anche coperta da uno strato di rocce rotte chiamato regolite e uno strato molto fine di polvere. Sotto la superficie si trova uno spesso strato di roccia fresca fratturata, che testimonia l'azione degli impatti per miliardi di anni.

Il più grande cratere sulla Luna si chiama Bacino del Polo Sud-Aitkin. È lungo circa 1.600 miglia (2.500 chilometri). È anche tra i più antichi bacini di impatto della Luna e si è formato solo poche centinaia di milioni di anni dopo la formazione della Luna stessa. Gli scienziati sospettano che sia stato creato quando un proiettile a movimento lento (chiamato anche dispositivo di simulazione) si è schiantato in superficie. Questo oggetto era probabilmente di diverse centinaia di metri di diametro ed entrava dallo spazio con un angolo basso. 

Perché i crateri sembrano come loro

La maggior parte dei crateri ha una forma rotonda piuttosto caratteristica, a volte circondata da creste circolari (o rughe). Alcuni hanno picchi centrali e alcuni hanno detriti sparsi intorno a loro. Le forme possono dire agli scienziati le dimensioni e la massa degli impattatori e l'angolo di viaggio che hanno seguito mentre si schiantavano sulla superficie.

Diagramma del cratere da impatto. NASA

La storia generale di un impatto segue un processo abbastanza prevedibile. Innanzitutto, il dispositivo di simulazione si precipita verso la superficie. In un mondo con un'atmosfera, l'oggetto viene riscaldato dall'attrito con la coltre d'aria. Inizia a brillare e, se riscaldato a sufficienza, potrebbe rompersi e mandare in superficie docce di detriti. Quando gli impattatori colpiscono la superficie di un mondo, questo genera un'onda d'urto dal sito di impatto. Quell'onda d'urto spezza la superficie, rompe la roccia, scioglie il ghiaccio e scava un'enorme cavità a forma di scodella. L'impatto invia materiale che fuoriesce dal sito, mentre le pareti del cratere appena creato possono ricadere su se stesse. In caso di impatti molto forti, nella sommità del cratere si forma un picco centrale. La regione circostante può essere piegata e increspata in formazioni a forma di anello.

Il pavimento, le pareti, il picco centrale, il bordo e l'ejecta (il materiale sparso da un sito di impatto) raccontano tutti la storia dell'evento e la sua potenza. Se la roccia in arrivo si rompe, come al solito, allora i pezzi del dispositivo di simulazione originale possono essere trovati tra i detriti. 

Barringer Meteor Crater, Arizona. NASA

Impact Cratering sulla Terra e su altri mondi

La Luna non è l'unico mondo con crateri scavati dalla roccia e dal ghiaccio in arrivo. La Terra stessa è stata colpita durante lo stesso primo bombardamento che ha segnato la Luna. Sulla Terra, la maggior parte dei crateri è stata erosa o seppellita spostando le forme del territorio o l'invasione del mare. Ne rimangono solo pochi, come il Meteor Crater in Arizona. Su altri pianeti, come Mercurio e la superficie di Marte, i crateri sono abbastanza evidenti e non sono stati erosi. Sebbene Marte possa aver avuto un passato acquoso, i crateri che vediamo oggi sono relativamente vecchi e sembrano ancora abbastanza in forma.

fonti

• Castelvecchi, Davide. “Le mappe della gravità rivelano perché il lato lontano della luna è coperto di crateri.” Scientific American, 10 novembre 2013, www.scientificamerican.com/article/gravity-maps-reveal-why-dark-side-moon-covered-in-craters /.
• "Crateri". Centro di astrofisica e supercomputer, astronomy.swin.edu.au/~smaddiso/astro/moon/craters.html.
• "Come sono formati i crateri", NASA, https://sservi.nasa.gov/articles/how-are-craters-formed/