La superficie della Luna è percorsa quasi costantemente da crateri, più o meno grandi. Sono originati dall’impatto di corpi rocciosi, che data l’assenza di atmosfera, arrivano pressoché interi sulla superficie. Questi crateri si trovano su tutta la Luna, anche ai poli, dove i raggi solari impattano con la superficie con una direzione quasi tangente. Al polo Sud in particolare, l’unione di questi due fattori ha creato delle zone sul fondo di alcuni crateri, che sono perennemente in ombra, dove si raggiungono temperature di poche decine di gradi Kelvin.

In queste zone, chiamate PSRs (Permanently Shadowed Regions) è stata rilevata, a partire dal 2009, la presenza di ghiaccio d’acqua. Questo ha permesso, negli anni successivi, studi più approfonditi per capire la quantità e la zona precisa dove trovarlo, garantendo un futuro alla prossima esplorazione lunare.

Per supportare la presenza di esseri umani sulla Luna, infatti, il ghiaccio d’acqua sarà fondamentale, per generare acqua potabile, ossigeno da respirare e soprattutto ossigeno liquido come propellente per razzi. La quantità di ghiaccio presente in queste zone è però difficilmente misurabile, se non andando lì.

L’età delle PSRs

Una nuova ricerca, pubblicata a metà settembre su Science Advances e condotta da Norbert Schorghofer e da Raluca Rufu, sembra indicare che la quantità stimata negli anni scorsi dovrà essere rivista in negativo. Forse anche di molto. I due scienziati non hanno calcolato con più precisione la quantità di ghiaccio d’acqua, ma hanno ricavato dei risultati sull’età delle zone in ombra, le PSRs.

Questo ha permesso di comprendere che esse sono successive alla formazione della Luna, e quindi non potranno contenere ghiaccio d’acqua antico, risalente al periodo geologicamente attivo della Luna.

L’origine e la permanenza di una zona permanentemente in ombra sulla Luna dipende in particolar modo dall’asse di rotazione del nostro satellite. Se il suo angolo di inclinazione cambia, l’irraggiamento solare in certe zone potrebbe essere non più tangente, illuminando quella zona e sciogliendone il ghiaccio.

Per questo motivo, studiare le prime centinaia di milioni di anni della Luna è particolarmente importante. Attualmente sappiamo che la Luna si è originata 4.5 miliardi di anni fa, dall’impatto di un altro corpo roccioso con la Terra. Inizialmente quindi, la Luna era molto più vicina al nostro pianeta, e il suo asse inclinato fino a 77 gradi, secondo una ricerca dell’Osservatorio di Parigi pubblicata nel 2022. Questa inclinazione esponeva i poli direttamente alla luce solare, eliminando ogni traccia di PSR.

Le conseguenze

Col tempo la Luna si è sempre più allontanata dalla Terra, e la forza gravitazionale del Sole ha iniziato ad essere sempre più rilevante, mentre quella della Terra sempre meno. Questo ha permesso di raddrizzare l’asse di rotazione, fino ai 5.1 gradi attuali. Questa analisi ha permesso al dott. Schorghofer di calcolare un’età media delle zone perennemente in ombra della Luna di 1.8 miliardi di anni.

L’implicazione diretta è che queste zone non potranno quindi contenere ghiaccio d’acqua formatosi nei primi anni della Luna, quando l’impatto dei meteoriti e l’attività geologica portavano in superficie molta più acqua. Quella che si trova attualmente dovrà essere quindi originata in altro modo, e molta meno di quanto previsto.

Questa nuova ricerca pone nuovamente l’attenzione su quanto ancora c’è da studiare e scoprire riguardo il nostro satellite. E su quanto le missioni robotiche, di tutti gli Stati partecipanti alla nuova corsa alla Luna, saranno importanti prima dell’arrivo degli astronauti.

La ricerca completa, dal titolo Past extent of lunar permanently shadowed areas, si può leggere qui.