Una nuova analisi del suolo lunare recuperato dalla missione cinese Chang’e-6 rivela la prima prova diretta di ematite cristallina (α-Fe₂O₃) e maghemite (γ-Fe₂O₃) formatesi da un importante evento di impatto. Questa scoperta, pubblicata su Science Advances, mette in discussione l’ipotesi di lunga data secondo cui la superficie della Luna è prevalentemente in uno stato ridotto e fornisce informazioni cruciali sull’evoluzione del pianeta.
Il puzzle dell’ossidazione lunare
Per decenni, gli scienziati hanno creduto che l’ambiente e l’interno della Luna non avessero le condizioni necessarie per un’ossidazione significativa. Si prevedeva che il ferro sulla Luna esistesse principalmente nella sua forma ferrosa (Fe²⁺) o metallica (Fe⁰). Tuttavia, recenti studi orbitali hanno suggerito la presenza di ematite nelle regioni ad alta latitudine, creando un dibattito scientifico. Precedenti ricerche su campioni della missione Chang’e-5 hanno rilevato magnetite generata dall’impatto (Fe₃O₄), suggerendo la presenza di ambienti ossidanti localizzati durante la modificazione della superficie.
Nonostante questi risultati, la prova mineralogica conclusiva dell’esistenza di minerali fortemente ossidanti come l’ematite è rimasta sfuggente. L’entità dei processi di ossidazione e la prevalenza dei minerali ossidati sulla superficie lunare sono rimasti poco chiari.
I campioni Chang’e-6 rivelano nuove prove
La missione Chang’e-6, che ha restituito con successo campioni di terreno dal bacino Polo Sud-Aitken (SPA), ha fornito l’opportunità di cercare sostanze altamente ossidate formatesi durante i principali eventi di impatto. Il bacino SPA, uno dei crateri da impatto più grandi e antichi del sistema solare, offre un laboratorio naturale ideale per lo studio delle reazioni di ossidazione.
I ricercatori hanno identificato grani di ematite di dimensioni micron nel suolo lunare Chang’e-6. Utilizzando la microscopia elettronica di microarea, la spettroscopia di perdita di energia elettronica e la spettroscopia Raman, hanno confermato la struttura cristallina e le caratteristiche uniche di queste particelle di ematite, verificando che siano componenti primari lunari piuttosto che contaminanti terrestri.
Come gli impatti determinano l’ossidazione
Lo studio propone che la formazione di ematite sia strettamente legata ai principali eventi di impatto nella storia lunare. Le temperature estreme generate da grandi impatti vaporizzano i materiali superficiali, creando un ambiente transitorio con elevata fuga di ossigeno. Questo processo provoca anche la desolforazione della troilite, rilasciando ioni ferro che vengono poi ossidati nell’ambiente ad alta fugacità e subiscono deposizione in fase vapore, formando ematite cristallina di dimensioni micron. Questa ematite coesiste con magnetite magnetica e maghemite.
Implicazioni per il magnetismo lunare
L’origine delle diffuse anomalie magnetiche sulla superficie lunare, comprese quelle nel bacino SPA nordoccidentale, rimane poco spiegata. Data la correlazione tra i processi di ossidazione e la formazione di minerali portatori magnetici, questo studio fornisce prove chiave basate su campioni per chiarire i portatori e la storia evolutiva di queste anomalie magnetiche lunari.
Questa ricerca fa avanzare la nostra comprensione dell’evoluzione lunare sfidando la convinzione di lunga data che la superficie lunare sia completamente ridotta. I risultati offrono indizi cruciali per decifrare l’evoluzione delle anomalie magnetiche lunari e i meccanismi alla base degli eventi di grande impatto
