Allo studio il sottosuolo lunare per la ricerca di risorse naturali

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Cosa c’è sotto la regolite: svelata la faccia nascosta della Luna. Uno studio del Cnr-Irea e dell’Università Roma Tre, su Science Advances, ha rivelato per la prima volta la stratigrafia del sottosuolo del Polo Sud-Aitken. Grazie a un radar cinese sul rover Yutu-2.

Fino a 12 metri di profondità c’è la regolite. Poi, strato dopo strato, scendendo fino a 40 metri ci sono i blocchi creatisi con i detriti generati dall’impatto con asteroidi. A scoprire quel che si trova sotto le tante cicatrici che ci rendono familiare il volto della Luna è stato lo stesso team di ricercatori che ha scoperto l’acqua liquida su Marte, o meglio sotto il polo sud marziano, nel 2018. Questa volta la missione era affidata al piccolo rover Yutu-2 che il 3 gennaio 2019 con la missione Allo studio il sottosuolo lunare per la ricerca di risorse naturalicinese Chang’è 4 ha osservato il fondo del cratere Von Karman, all’interno del Bacino Polo Sud–Aitken.

Grazie ai dati acquisiti, i tre ricercatori italiani, Sebastian Lauro ed Elena Pettinelli dell’Università degli studi Roma Tre e Francesco Soldovieri dell’Istituto per il rilevamento elettromagnetico dell’ambiente del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Irea) – assieme ai ricercatori cinesi – hanno svelato la faccia “nascosta” della Luna, quello del più grande bacino da impatto che si è creato sul nostro satellite.

Sotto una distesa di polvere grigia finissima, la cosiddetta regolite lunare, il team ha potutto individuare la successione dei prodotti degli impatti che hanno modellato la superficie lunare nel corso di miliardi di anni. I risultati dei dati acquisiti nei primi due giorni di misurazione sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances. La zona di allunaggio di questa missione è particolarmente importante perché vicina all’area (Polo Sud lunare) dove la sonda indiana Chandrayaan-1 ha recentemente confermato la presenza dell’acqua sotto forma di depositi di ghiaccio, una zona di grande interesse per la futura esplorazione umana.

La Luna ha una natura dicotomica molto particolare: la faccia visibile ha una crosta più sottile caratterizzata da larghi bacini chiamati mari, sostanzialmente riempiti di lava basaltica proveniente dal mantello ormai solidificata; la faccia nascosta invece ha una crosta più spessa, è sostanzialmente priva di mari, ed è prevalentemente costituita da roccia anortositica, il materiale crostale originario formatosi miliardi di anni fa. Si conosce molto della faccia visibile, grazie alle missioni umane (programma americano Apollo), che hanno effettuato esperimenti geofisici in sito e riportato quasi 400 kg di rocce lunari, ed a quelle robotiche (programma sovietico). Queste missioni hanno rivelato aspetti inattesi dell’origine della Luna, della sua storia geologica e della sua struttura interna, rivoluzionando le precedenti teorie.

Allo studio il sottosuolo lunare per la ricerca di risorse naturali
Allo studio il sottosuolo lunare per la ricerca di risorse naturali

Pochissimo invece si sa del “lato oscuro” del nostro satellite naturale. E’ per questo motivo che, dopo il parziale successo della missione Chang’è 3 su Mare Imbrium (lato vicino), i cinesi si sono concentrati sulla missione più difficile, quella di allunare sul lato che non si vede e che non si può “direttamente monitorare”. La missione è andata secondo i piani ed il rover Yutu-2 ha cominciato la sua esplorazione lunare 12 ore dopo l’allunaggio del lander.

I dati radar che hanno permesso di ricostruire la struttura del sottosuolo lunare, con una risoluzione mai ottenuta prima d’ora, sono stati acquisiti grazie all’impiego delle antenne ad alta frequenza (500MHz) montate sotto la struttura del rover. “Quello che ci ha più sorpreso – ha dichiarato Pettinelli – è la straordinaria trasparenza del terreno di Von Karman alle onde radio, che ci ha permesso di vedere distintamente le strutture geologiche fino a 40 metri di profondità, una cosa assolutamente impossibile da ottenere sulla Terra a quella frequenza, a causa della onnipresenza di acqua liquida nel sottosuolo”.

“Abbiamo comunque dovuto lavorare sodo all’analisi dei dati per estrarre le informazioni riguardanti i dettagli della stratigrafia e, soprattutto, per evitare errori nell’interpretazione dei dati”, ha aggiunto Sebastian Lauro dell’Università degli studi Roma. “Alla fine – ha concluso Francesco Soldovieri del Cnr-Irea – abbiamo individuato l’algoritmo giusto, applicando un approccio noto come inversione tomografica, siamo riusciti ad individuare la presenza dei tipici prodotti di impatto sotto uno spesso strato di regolite”.

Ma cosa ha scoperto realmente il radar? Data la “trasparenza” dei materiali è stato possibile definire in dettaglio la sequenza verticale degli strati. La parte superiore (fino a 12 metri) è costituita da materiale finissimo ed uniforme (regolite). Questo materiale è frutto di un lungo processo di frantumazione ed aggregazione dovuta all’impatto di micrometeoriti ed all’interazione del suolo con la radiazione solare. Al di sotto di questo si alternano gli altri strati, fino ai 40 metri raggiunti dal radar in profondità.

Il ritorno sulla Luna dell’uomo è ormai imminente. L’idea di creare una base scientifica, come quella in Antartide, è un progetto ambizioso ma possibile. Tuttavia, lo sviluppo di un insediamento umano lunare richiede la capacità di utilizzare e riciclare le risorse presenti sulla Luna, come l’acqua dal ghiaccio e l’ossigeno dalla regolite lunare. Per questo motivo, l’esplorazione geofisica del sottosuolo, così come lo è sulla Terra per l’individuazione delle risorse naturali, è ora di fondamentale importanza sulla Luna per la scelta del sito adatto alla costruzione di una base lunare.

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