I vulcani hanno eruttato sulla superficie lunare in un intervallo di tempo geologicamente recente, e la luna potrebbe ancora essere attivamente vulcanica oggi, secondo minuscole sfere di vetro nel suolo lunare riportato sulla Terra dalla missione cinese Chang’e 5 di recupero campioni nel dicembre 2020. Questa scoperta potrebbe sovvertire tutto ciò che pensavamo di conoscere sull’evoluzione della luna. Sappiamo che la luna ha avuto vulcanismo in un passato lontano, poiché possiamo vedere le evidenze praticamente su tutta la faccia del nostro vicino più prossimo: le marcature scure del famoso “uomo nella luna” sono mari lunari, che sono vaste pianure vulcaniche risalenti a tre o 3,8 miliardi di anni fa. Si pensava che questo fosse l’ultimo momento in cui la luna fosse stata vulcanicamente attiva.

Eppure, sorprendentemente, la Chang’e 5 ha portato a casa prove che la luna ha subito eruzioni vulcaniche molto più recentemente — solo 123 milioni di anni fa, più o meno con un’incertezza di 15 milioni di anni. Questo può sembrare un tempo lungo in termini umani, ma geologicamente parlando è come se fosse successo ieri. Ciò significa che la luna potrebbe essere stata vulcanicamente attiva per tutta la sua vita e potrebbe ancora esserlo oggi.

Le evidenze del recente vulcanismo provengono da tre minuscole sfere di vetro — solo tre su 3.000 nel campione di Chang’e 5. Un team guidato da Bi-Wen Wang e Qian Zhang dell’Istituto di Geologia e Geofisica dell’Accademia Cinese delle Scienze di Pechino ha cercato con attenzione i 0,6 once (1,7 grammi) di suolo lunare recuperati da Chang’e 5. Le sfere di vetro, di dimensioni comprese tra 20 e 400 micron, si possono formare a causa della violenta furia di un impatto di asteroide, fuso e pressurizzando la roccia fino a trasformarla in vetro. Infatti, queste perle derivate da impatti costituiscono la stragrande maggioranza delle sfere nel campione, dato il numero di impatti evidenti sulla luna sotto forma di crateri. Ma esiste anche un altro modo per formare queste sfere.

“I fontanieri di magma producono vetri vulcanici, che sono stati precedentemente trovati nei campioni della superficie lunare,” ha scritto il team di Wang e Zhang nel loro articolo di ricerca. Certamente, sfere di vetro di origine vulcanica erano già state trovate sulla luna in precedenza, ma sempre derivanti da quelle eruzioni magmatiche miliardi di anni fa. Tuttavia, dal suo sito di atterraggio vicino a un’area ricca di domi vulcanici chiamata Mons Rümker nell’Oceanus Procellarum (“Oceano delle Tempeste”), Chang’e 5 è riuscita a trovare tre sfere di vetro davvero speciali, riportandole sulla Terra il 16 dicembre 2020.

“Le datazioni dell’uranio-piombo delle tre sfere di vetro vulcanico mostrano che si sono formate 123 milioni, ±15 milioni, di anni fa,” ha riferito il team di Wang e Zhang. La datazione uranio-piombo comporta la misurazione del decadimento radioattivo dell’uranio in piombo nei campioni di roccia teneri di un milione di anni. In generale, maggiore è il rapporto tra piombo e uranio, più vecchio deve essere il campione per aver avuto abbastanza tempo affinché l’uranio si trasformasse in piombo. Viceversa, minore è l’abbondanza di piombo rispetto all’uranio, più giovane deve essere il campione.

Ciò che rafforza le scoperte è che non è la prima volta che abbiamo evidenze di vulcanismo geologicamente recente sulla luna. Nel 2014, il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA ha fotografato circa 70 caratteristiche bizzarre sulla superficie della luna chiamate macchie mare irregolari, forse meglio conosciute con l’acronimo accattivante “IMP”. Infatti, il primo IMP è stato fotografato dall’orbita lunare nel 1971 dagli astronauti dell’Apollo 15 della NASA, ma all’epoca non fu riconosciuto per quello che era realmente. Gli IMP sono colline rotonde e lisce accanto a tratti di terreno roccioso e disordinato che si trovano in discesa. Con una media di meno di mezzo miglio di larghezza, queste caratteristiche si trovano su pianure vulcaniche e almeno alcune sembrano avere meno di 100 milioni di anni, e forse anche meno di 50 milioni di anni. Queste stime di età derivano dal conteggio dei crateri: più crateri ha una superficie, più deve essere antica, e le pendici lisce sono relativamente intatte.

Mentre gli IMP sono altamente suggestivi di vulcanismo recente, le sfere di vetro forniscono prove inconfutabili. Tuttavia, i nostri modelli dell’evoluzione termica della luna suggeriscono che il suo interno dovrebbe essersi raffreddato molto tempo fa, dopo la sua formazione 4,5 miliardi di anni fa. In termini semplici, l’interno della luna non dovrebbe essere sufficientemente caldo da generare vulcanismo. Quindi, la domanda ora diventa: cosa lo sta causando?

“Abbiamo misurato elevate abbondanze di elementi delle terre rare e torio in queste sfere di vetro vulcanico, il che potrebbe indicare che un tale vulcanismo recente fosse legato a un arricchimento locale di elementi generatori di calore nelle fonti di magma del mantello,” scrive il team di Wang e Zhang. Questi elementi, come potassio, fosforo, ittrio e lantanio, possono produrre calore dal decadimento radioattivo, che potrebbe essere sufficiente per fondere rocce nel mantello lunare, almeno su scala locale, il che potrebbe innescare eruzioni modeste.

A questo punto sorgono altre due domande. Una è: questo vulcanismo potrebbe essere attivo oggi? Nel corso degli anni, ci sono stati rapporti di “fenomeni lunari transitori”, o TLP — aloni colorati e fantasmagorici visti apparire sopra il paesaggio lunare. La loro esistenza è molto contestata, poiché non sono stati osservati da sonde spaziali, ma solo da astronomi amatoriali sulla Terra. Anche se molti scienziati lunari hanno smentito i TLP come causati da condizioni atmosferiche avverse sopra il sito di osservazione sulla Terra o persino semplicemente da scambi di identità da parte dell’osservatore, una possibile spiegazione che è stata suggerita è l’emissione di gas vulcanici. Questo sembrava improbabile poiché il consenso all’epoca era che la luna fosse vulcanicamente inattiva, ma le nuove scoperte di Chang’e 5, sostenute dalle osservazioni del LRO sugli IMP, sollevano la possibilità che ci possa essere ancora emissione di gas vulcanici sulla luna. E se il vulcanismo lunare esiste ancora, potrebbe la sua energia essere sfruttata dagli astronauti lunari futuri che stabiliranno una base sulla luna?

Sebbene queste siano ancora domande senza risposta, ciò che ora sembra certo è che la luna non è così morta come pensavamo e, in effetti, potrebbe ancora svegliarsi occasionalmente dal suo sonno. Cento milioni di anni fa, i dinosauri dell’era Cretaceo popolavano la Terra, mentre ignari, macchie di lava incandescente potrebbero aver illuminato la luna sopra le loro teste. Le nuove scoperte di Chang’e 5 sono state pubblicate il 5 settembre nella rivista Science.