Sulla Luna potrebbe non essere mai esistito un campo magnetico come quello terrestre

Attualmente, il campo magnetico della Luna è circa un centesimo di quello terrestre: quasi inesistente in confronto. Ma quando negli anni ’80 i geofisici studiarono i campioni di rocce che gli astronauti delle missioni Apollo prelevarono dalla Luna, si accorsero con non poca sorpresa della presenza di un forte campo magnetico nelle rocce. I risultati a cui giunsero sembrarono non lasciare alcun dubbio: anche sulla Luna, un tempo, ci doveva essere un campo magnetico che non aveva nulla da invidiare a quello della Terra, e che col tempo fosse scomparso.

Perché un pianeta dovrebbe aver bisogno di un campo magnetico: l’esempio della Terra

Il campo magnetico terrestre rappresenta un elemento essenziale per il nostro pianeta. Agendo come scudo protettivo permette di proteggere la superficie terrestre e tutti i suoi abitanti dal vento solare e dalle radiazioni cosmiche. Se vi foste mai chiesti perché gli astronauti siano costretti ad indossare delle tute spaziali bianche piuttosto goffe e per nulla comode, uno dei motivi è proprio quello di proteggersi dall’esposizione alle radiazioni cancerogene durante le passeggiate spaziali. Ne segue che, senza il nostro campo magnetico, la vita cesserebbe di esistere in maniera rapida. L’atmosfera verrebbe spazzata via, i mari verrebbero prosciugati e la Terra si trasformerebbe in un luogo arido e inospitale. Ma come fa la Terra ad averne uno?

Il paradosso del campo magnetico lunare

Ciò che oggi sappiamo è che un corpo celeste può generare un campo magnetico grazie alla presenza di un fluido rotante che dà vita a una geodinamo. Sulla Terra, la dinamo dovuta ai moti del ferro liquido presenti nel nucleo esterno genera un corrente elettrica che provoca a sua volta la comparsa di un campo magnetico. Tuttavia, un campo magnetico robusto necessita di una fonte di energia che solo un nucleo sufficientemente grande potrebbe offrire.

Sebbene la Luna abbia un nucleo di ferro simile a quello terrestre, perché originatasi da una collisione che circa 4,5 miliardi di anni fa ha mandato in orbita una parte del nostro pianeta, questo risulta essere relativamente piccolo. Pertanto, la domanda sorge spontanea: come avrebbe mai potuto un nucleo così piccolo generare un campo magnetico forte come quello terrestre?

Per decenni, gli scienziati hanno lottato per risolvere questo enigma. L’idea che in molti avanzarono è che il problema risiedesse nelle misurazioni condotte dai primi ricercatori che hanno analizzato i campioni provenienti dalle missioni Apollo. I metodi utilizzati per studiare il magnetismo lunare non erano basati sul riscaldamento. Pertanto, potrebbero erroneamente aver condotto gli scienziati a pensare che la Luna avesse avuto un campo magnetico attivo. Un nuovo studio dei ricercatori dell’Università di Rochester si muove proprio in tale direzione ed è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.

I risultati del nuovo studio condotto dai ricercatori di Rochester

A differenza dei ricercatori che studiarono originariamente i campioni, Tarduno e i suoi colleghi hanno testato i campioni utilizzando delle tecniche di riscaldamento migliorate. L’approccio adottato si basa sull’utilizzo di laser ad anidride carbonica che permettono un riscaldamento estremamente rapido e in grado di non alterare le rocce. Dopodiché, dei magnetometri superconduttori vengono usati per la misura dei segnali magnetici dei campioni.

Nessun segnale magnetico, tuttavia, è stato rilevato. I ricercatori hanno inoltre analizzato un campione di roccia piuttosto simile al vetro, formatosi 2 milioni di anni fa in seguito all’impatto di un’asteroide. Ciò che hanno scoperto è che quando si raffreddava e solidificava mostrava la presenza di un forte campo magnetico. Ma quasi tutti i geofisici concordano sul fatto che in quel momento la Luna non potesse avere un campo magnetico abbastanza forte.

Infatti, dopo 4,5 miliardi di anni di raffreddamento non sarebbe più rimasto sufficiente calore per alimentare il ferro nel nucleo lunare e generare un campo. Tarduno e il suo team ritengono, quindi, che la presenza di quel forte campo sui campioni di roccia analizzati non sia dovuta all’esistenza di una geodinamo, bensì alla magnetizzazione a cui le rocce lunari sono andate incontro in seguito ai tanti impatti di asteroidi che hanno interessato il suolo lunare.

I risultati ottenuti mostrano che la luna non aveva un forte campo magnetico di lunga durata come si pensava in precedenza. Potrebbe esserci stato un campo magnetico nei primi 100 milioni di anni dopo la formazione della luna, prima che si raffreddasse e si stabilizzasse. Ma nessuna roccia sulla superficie lunare risale a quei tempi, essendo la superficie costantemente colpita e modificata dagli impatti di asteroidi.

John Tarduno, professore di geofisica presso l’Università di Rochester

L’enorme valore scientifico di questa scoperta

L’assenza di un campo magnetico di lunga durata sulla Luna potrebbe avere delle implicazioni enormi dal punto di vista scientifico. Restando senza uno scudo magnetico per miliardi di anni in più di quanto si pensasse inizialmente, diverse risorse preziose potrebbero essersi depositate sul suolo lunare. Grazie al vento solare la superficie sarebbe così ricca di elementi come l’idrogeno e l’elio-3: quest’ultimo potrebbe in futuro rappresentare un’ottima fonte di combustibile per la fusione nucleare e la futura esplorazione planetaria.

L’idrogeno, dal canto suo, potrebbe essere combinato con l’ossigeno per formare l’acqua direttamente sulla Luna. Nuovi esperimenti, tuttavia, saranno necessari al fine di studiare la presenza di tali sostanze e saranno probabilmente effettuati con il prossimo programma Artemis che prevede il ritorno dell’uomo sulla Luna a partire dal 2024.