Come osservare e comprendere le caratteristiche geologiche della Luna

Premessa

Quando ci si affaccia attraverso l’oculare di un telescopio e lo sguardo si posa sulla Luna, la distinta differenza di albedo tra gli altopiani e i mari lunari diventa subito evidente. Gli altopiani di colore chiaro creano un contrasto netto con le tonalità scure dei mari, offrendo un’opportunità unica di scrutare la parte più antica della crosta lunare. Questi terreni, formatisi agli albori del sistema solare, portano i segni di un bombardamento meteorico intensivo avvenuto oltre 4 miliardi di anni fa.

La formazione dei crateri lunari

Anche osservando la luna con un semplice binocolo 20×80, si possono notare numerosi crateri di varie forme e dimensioni, soprattutto nelle estreme latitudini meridionali. L’analisi di questi crateri rivela informazioni preziose sulla storia lunare: generati dall’impatto di grandi meteoriti, diventano indicativi dell’età della Luna e dei pianeti interni. Inoltre, come testimonianze modellabili nel tempo, forniscono indizi sulle evoluzioni geologiche successive, come vulcanismo e attività tettonica, che hanno caratterizzato i millenni successivi.

Dopo un impatto, il materiale sottostante viene lanciato in alto, formando l’ejecta che ricopre il terreno circostante. L’impatto può vaporizzare parti del suolo, fondere lo strato di roccia sottostante e fratturare la superficie in profondità. La fase parossistica dell’impatto dà origine a un complesso montuoso centrale, mentre le pareti interne, durante la successiva consolidazione, possono generare caratteristiche a terrazza, come nei crateri Tycho, Bullialdus e Copernicus.

FIG.1 – Il picco centrale del cratere Bullialdus . LROC NAC – il nord è a sinistra [NASA/GSFC/Arizona State University]
Anche i cerchi più imponenti, con diametri superiori a 60 km, il cui fondo è stato invaso dalla fusione dei magmi sottostanti, si sono formati grazie agli impatti di corpi di grandi dimensioni. I crateri possono subire modifiche attraverso la distruzione causata da impatti successivi, la parziale copertura da parte del materiale proiettato da crateri più recenti o il seppellimento da colate di lava. Questi ultimi, conosciuti come “crateri-fantasma,” sono visibili in condizioni di luce radente.

FIG.2 – Un mosaico del cratere Bullialdus ottenuto dalla LROC WAC da 100 m/pixel [NASA/GSFC/Arizona State University]
È essenziale notare che, se sulla Terra non avessero avuto luogo attività tettoniche, erosive, colate di lava o un ciclo dell’acqua, la superficie dei suoi continenti somiglierebbe agli altopiani lunari, cioè coperta di crateri.

 

La morfologia dei crateri lunari

Attraverso l’oculare del telescopio, la diversità delle forme e delle dimensioni dei crateri lunari diventa palese. La grandezza del corpo impattante è cruciale per distinguere tra crateri semplici (con diametro fino a 15 km) e crateri complessi (con diametro superiore ai 20 km). I crateri complessi, grazie alla maggiore energia dell’impatto, presentano maggiori profondità, picchi centrali e terrazzamenti lungo le pareti. I picchi centrali si formano a seguito della compressione primaria delle rocce sottostanti, liberando energia dopo l’impatto. Un fenomeno correlato agli impatti è la formazione di rime lunari, che verranno esplorate in un prossimo articolo.

Il Cratere Gassendi, ad esempio, rappresenta un esempio illuminante. Caratterizzato da un circo tipico e arricchito da un sistema di canali radiali e concentrici, Gassendi rivela la sua antichità attraverso l’intersezione dei solchi sulle caratteristiche più giovani. La degradazione delle pareti meridionali è evidente, con la successiva intrusione delle lave del Mare Humorum, come illustrato nelle immagini a pagina 24. Nei fondi dei crateri più ampi, noti come cerchi, è possibile trovare crepacci o solchi (come in Furnerius e Petavius) che possono intersecarsi o sovrapporsi (come in Posidonius e Gassendi). Questi solchi sono il risultato di un successivo processo di espansione crostale, causato dalla lava sottostante che frattura il fondo craterico.

FIG.3 – Un mosaico dei crateri Gassendi e Gassendi A,. Come visibile, il bordo meridionale del cratere è stato parzialmente inondato di lava durante la formazione del circostante Mare Humorum [NASA/GSFC/Arizona State University]

Stabilità crostale e vulcanismo

Uno dei processi geologici più significativi per l’aspetto di una superficie lunare è il vulcanismo, poiché le colate laviche cancellano gli eventi preesistenti. L’attività vulcanica, coprendo i crateri esistenti, fornisce una misura indiretta della stabilità crostale. A luna piena, solo circa il 30% della superficie lunare è composto dai mari, confermando la limitata estensione dei processi di ringiovanimento. La presenza di numerosi crateri vicino agli altopiani suggerisce la maggiore antichità di queste regioni rispetto ai mari, e l’analisi della densità e delle sovrapposizioni dei crateri consente una datazione relativa.

FIG.4 -Il cratere Maurolycus – Lunar and Planetary Institute, Lunar Orbiter Photo Gallery, Lunar Orbiter 4

Nelle zone più giovani, come i mari, i crateri sono scarsi e appaiono su un fondo relativamente intatto. Al contrario, nelle aree più antiche, i crateri più recenti possono sovrapporsi o deformare quelli precedenti, indicando un maggiore grado di saturazione. Oltre ai crateri primari, nelle regioni più antiche, come gli estremi latitudini meridionali, è possibile osservare crateri sovrapposti. Ad esempio, Maurolycus mostra un picco centrale formato da due strutture, una più grande e una più piccola a sud-est, con una serie di crateri interni di diverse dimensioni. La parete sud è occupata da un cratere più recente parzialmente sovrapposto, mentre a nord-ovest si trova Mauroly

Piergiovanni Salimbeni è un giornalista iscritto all'ordine professionale dei giornalisti della Lombardia. Appassionato di Geologia lunare e osservazione lunare sin dagli anni Novanta è stato Coordinatore del Geological Lunar Researches Group e Responsabile della Allerta TLP ( Transient Lunar Phenomena) per la BAA. Attualmente è direttore de "La Rivista della Luna" e tester di ottiche astronomiche e naturalistiche sugli altri siti di sua proprietà www.binomania.it e www.termicienotturni.it.

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