Chang’e 5, arrivano i primi studi sui campioni lunari

Addetti alla missione rimuovono il contenitore dei campioni lunari dalla capsula tornata a Terra. Credit: Fu Yifei / Science and Technology Daily.

A meno di un anno dal ritorno sulla Terra della capsula automatica cinese Chang’e 5 con a bordo 1.731 grammi di campioni di suolo lunare, cominciano le pubblicazioni dei primi studi scientifici dell’Accademia cinese delle scienze geologiche.

Nel dicembre 2020 il lander cinese atterrò nel nord dell’Oceanus Procellarum (43,06° N, 51,92° O), a circa 170 km Est-Nord-Est dal Mons Rümker, dove raccolse tracce di suolo lunare mai campionato durante le missioni Apollo statunitensi e Luna sovietiche. La particolarità dell’area scelta era infatti l’età del mare basaltico di atterraggio, meno di 2 miliardi di anni, quindi relativamente giovane rispetto ad altre zone geologiche lunari.

Il primo studio pubblicato, China’s Chang’e-5 landing site: Geology, stratigraphy, and provenance of materials, recentemente presentato dal ricercatore Yuqi Qian durante l’Europlanet Science Congress 2021, si è concentrato sulla provenienza della regolite raccolta e la stratigrafia del suolo. Tutta l’area si compone di uno strato di regolite finissima, prodotta e rimescolata dal continuo bombardamento meteorico del basalto lavico sottostante. Lo studio conferma che il 90% del materiale raccolto è basalto vulcanico originario del luogo di atterraggio, fuoriuscito dalla vicina frattura Rima Sharp e composto da minerali pirossenici, olivine e plagioclasio. Il restante 10% ha presentato invece caratteristiche chimiche ben differenti, rivelando quindi un’origine esotica, cioè geograficamente diversa.

Mappa della distribuzione e origine del materiale esotico nell’area di atterraggio di Chang’e 5, prodotta dalla sonda giapponese Selene (Kaguya). Credit: Yuqi Qian et al.

Qian e i suoi colleghi, supportati inoltre da ricercatori della Brown University di Providence (Rhode Island, USA) e dell’Università di Münster in Germania, hanno quindi investigato la provenienza di questo materiale esotico, utilizzando la datazione radiometrica e risalendo a crateri molto distanti, tra cui Aristarchus, Copernicus, Kepler, Harding, Lichtenberg, Pythagoras e Harpalus, con quest’ultimo come maggior contributore. Di questo 10%, una piccola parte, quantificata in meno del 2%, è stata riconosciuta di origine meteorica.

Per dare inoltre un contesto alle analisi, utilizzando i dati ottenuti dal radar a penetrazione di bordo, è stata prodotta una dettagliata stratigrafia del sito di atterraggio, che è risultato essere composto da ben 9 strati sovrapposti che, escluso il primo strato superficiale di 7 metri, rispecchiano le varie ere geologiche diventando sempre più antichi con l’aumentare della profondità.

Stratigrafia del sito di atterraggio di Chang’e 5. Credit: Yuqi Qian et al.

Il secondo studio, Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5, pubblicato lo scorso 7 ottobre e guidato da Xiaochao Che, in collaborazione con ricercatori di diversi istituti cinesi ed esteri provenienti da Australia, Gran Bretagna, Stati Uniti e Svezia, ha confermato la relativa giovane età dei campioni e si è concentrato sulla composizione chimica e mineralogica.

Immagine spettroscopica in falsi colori dei campioni CE-5-B1 e CE-5-B2. I colori rappresentano gli elementi di cui sono composti (sotto forma di ossidi, fosfati e minerali): blu=silicio, verde=magnesio, rosso=ferro, bianco=alluminio, giallo=calcio, rosa=titanio, ciano=potassio.

I ricercatori hanno analizzato due frammenti di pochi millimetri di grandezza che presentano caratteristiche classiche del basalto lunare, contenenti clinopirossene, plagioclasio e olivina; con piccole quantità di ilmenite, quarzo e cristobalite. Entrambi hanno interstizi di feldspato, troilite, apatite, merrillite, zirconolite, baddeleyite e vetrosi. La conformazione a tessere dei campioni indica la cristallizzazione da magma fuso, con il campione B2 che si è raffreddato molto più rapidamente del B1.

L’età dei campioni è stata individuata utilizzando il metodo della datazione degli isotopi del piombo, sottoponendo ai test ben 50 punti di soli 7 micrometri di diametro, che ha indicato età media di 1.963 ± 57 milioni di anni.

Fonti: Science Direct, Science.

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Simone Montrasio

Appassionato di astronautica fin da bambino, gli studi e il lavoro mi hanno tenuto occupato nel settore chimico industriale fino al 2011 quando ho deciso di cambiare completamente vita e dedicarmi alla campagna. Collaboro felicemente con AstronautiNEWS dalla sua fondazione con una pausa sabbatica tra il 2011 e il 2013.