Rocce provenienti dall'impatto che ha dato origine alla Luna potrebbero persistere nel mantello terrestre.

Circa 4,5 miliardi di anni fa, un oggetto delle dimensioni di Marte si è scontrato con la giovane Terra, spruzzando detriti che si sono fusi per formare la Luna, secondo molti scienziati. Alcuni rimasugli di quell'oggetto, chiamato Theia, esistono ancora oggi come grandi quantità di materiale denso che si trova sopra il nucleo terrestre, sostengono i ricercatori il 1° novembre su Nature.

Negli ultimi anni, i geofisici hanno scoperto delle zone di roccia grandi come continenti alla base del mantello terrestre in cui le onde sismiche si propagano in modo anomalo lento, suggerendo che quella roccia sia più densa rispetto al resto della roccia del mantello. Una di queste zone, chiamata "large low-velocity provinces", si trova sotto l'Africa. L'altra si trova a metà mondo sotto l'Oceano Pacifico, dice Qian Yuan, geodinamico planetario del Caltech.

Alcuni ricercatori hanno suggerito che queste masse sono i resti delle placche tettoniche che sono state spinte sotto altre placche e poi sono affondate fino al confine tra il nucleo esterno della Terra e il mantello sovrastante. Ma Yuan e i suoi colleghi propongono una storia di origine diversa.

La Luna rappresenta solo circa il 2% della massa della Terra, il che lascia una quantità considerevole di Theia non spiegato. Quindi, utilizzando simulazioni al supercomputer, i ricercatori hanno tracciato i detriti di uno scontro tra la giovane Terra e un altro oggetto circa il 10% più massiccio.

Nelle simulazioni, ogni corpo prima della collisione aveva un nucleo di ferro denso avvolto da un mantello di rocce più leggere. Ogni oggetto è stato digitalmente suddiviso in particelle di circa 10 chilometri, in modo che i frammenti post-impatto potessero essere tracciati, afferma Vincent Eke, coautore dello studio e fisico computazionale presso l'Università di Durham in Inghilterra. Nel complesso, le simulazioni del team hanno tracciato circa 100 milioni di particelle, osserva.

Le simulazioni suggeriscono che una grande parte del nucleo di Theia - equivalente a circa il 3% della massa attuale della Terra - sia rimasta sul nostro pianeta. Poco dopo la collisione, quel materiale fuso denso sarebbe affondato per unirsi al nucleo terrestre. Nel frattempo, un'ampia porzione del mantello di Theia, fino al 5% della massa terrestre, era inserita nei primi 1.400 chilometri circa del mantello terrestre, scopre lo studio.

Le rocce lunari suggeriscono che il mantello di Theia conteneva proporzioni più elevate di minerali di ossido di ferro. Ciò significa che era probabilmente più denso del mantello terrestre, dice Yuan. Nel corso dei decine di milioni di anni successivi alla collisione, quel materiale più denso della media sarebbe affondato lentamente per accumularsi e formare le "large low-velocity provinces", suggeriscono i ricercatori.

Sebbene molti ricercatori abbiano suggerito che queste province a bassa velocità siano i resti di placche tettoniche, altri hanno proposto che siano i resti ad alta densità dell'oceano di magma originario della Terra che è affondato ai livelli più bassi del mantello terrestre. Attribuire loro il materiale lasciato dopo la collisione tra Theia e la giovane Terra "è una nuova idea, penso", dice Paul Tackley, geodinamico di ETH Zurigo che non ha preso parte al nuovo studio.

Che sia stata o meno una collisione con Theia a creare le province a bassa velocità, è almeno plausibile che siano durate quasi 4,5 miliardi di anni dalla formazione della Luna, afferma Tackley. Se i materiali in quelle zone sono sufficientemente densi da resistere al mescolamento con il mantello sovrastante mentre fluisce lentamente su di esse, dice, "possono sopravvivere nel tempo geologico".

Conosciuta come l'"ipotesi dell'impatto gigante", una collisione tra la Terra e un protopianeta rimane la teoria principale su come si è formata la Luna. In precedenza, i ricercatori hanno suggerito che una tale collisione spiegherebbe le leggere differenze chimiche tra le rocce lunari e quelle terrestri. E gli scienziati hanno recentemente proposto che una collisione tra la giovane Terra e Theia, oltre a creare la luna del nostro pianeta, potrebbe anche avere avviato la tettonica delle placche.

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