luna

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Lessico

sf. [sec. XIV; latino luna].

1) Unico satellite naturale della Terra. In loc. estens. e fig.: volere la luna, pretendere cose impossibili, assurde; mostrare la luna nel pozzo, ingannare, illudere; sotto la luna, sulla Terra; con questi chiari di luna, con questi tempi difficili, in una situazione così critica; faccia di luna, grassa e tonda; abbaiare alla luna, gridare, protestare inutilmente all'indirizzo di chi non può o non vuole sentire.

2) Per estensione, la durata di una lunazione (mese lunare); periodo di tempo in genere: sono passate molte lune da allora. Fig.: luna di miele, il primo mese, il primo periodo di vita matrimoniale, considerato il più felice e spensierato.

3) Con particolari sensi fig.: A) in relazione alle credenze astrologiche sull'influsso esercitato dal nostro satellite: essere di buona, di cattiva luna, essere di buono o di cattivo umore; andare a lune, essere di umore variabile, agire secondo l'umore del momento. Popolare: mal di luna, l'epilessia o la licantropia. B) Rifugio ideale della fantasia nelle sue evasioni dalla vita reale: vivere nella luna, vivere al di fuori della realtà. Estens.: essere ancora nel mondo della luna, non essere ancora nato.

Astronomia: dimensioni e moti della Luna

L'orbita della Luna è quasi circolare, con un'eccentricità di.0,0549, per cui la distanza della Luna dalla Terra varia tra 356.400 km al perigeo e 406.700 km all'apogeo, con un valore medio di 384.400 km (60,3 volte il raggio della Terra). Il piano dell'orbita lunare è inclinato di 5º9¢ sull'eclittica. Il disco lunare osservato dalla Terra ha un diametro apparente medio di 1865², 2, con oscillazioni, tra perigeo e apogeo, di 204², 8; il raggio medio della Luna è di 1738 km, con deviazioni dalla forma sferica inferiori a 2 km. Il periodo di rivoluzione della Luna attorno alla Terra è detto mese. Secondo i sistemi di riferimento usati per misurare tali periodi, si distingue tra: mese anomalistico; mese draconico, o draconitico; mese siderale, o sidereo; mese sinodico; mese tropico. Il mese anomalistico è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi successivi della Luna al perigeo; poiché questo punto ruota, con tutta l'orbita lunare, di moto diretto, il mese anomalistico è più lungo del mese siderale di quell'intervallo di tempo necessario per “inseguire” il perigeo, che si è spostato, in un mese, di ca. 3º. Il mese anomalistico dura 27d13h18m33s,2. Il mese draconico, o draconitico, è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi successivi della Luna allo stesso nodo (per esempio discendente) della propria orbita, detto punto draconico. Poiché la linea dei nodi dell'orbita lunare possiede un moto retrogrado, il mese draconico dura meno del mese siderale; il mese draconico dura 27d5h5m35s,8; questo mese è particolarmente significativo nei riguardi della definizione delle epoche delle eclissi, sia di Sole sia di Luna, che si possono verificare solo quando la Luna interseca il piano dell'eclittica; essendo 223 mesi sinodici pari a ca. 242 mesi draconici (pari a 18 anni e 11 giorni), le eclissi si ripetono nello stesso luogo con tale periodicità, nota già ai Caldei e descritta dai Greci come ciclo Saros. Il mese siderale, o sidereo, è l'intervallo di tempo impiegato dalla Luna a compiere una rivoluzione completa attorno alla Terra rispetto alle stelle fisse, ovvero rispetto al punto g. Ha una durata di 27d7h43m11s,5. Il mese sinodico, o mese lunare, o lunazione, è l'intervallo di tempo compreso fra due successive lunazioni o fasi lunari, per esempio fra due successive fasi di Luna nuova. Se la Terra fosse ferma nello spazio, il mese sinodico sarebbe uguale al mese siderale, ma poiché la Terra si sposta di moto diretto attorno al Sole, la Luna deve inseguire la Terra; il mese sinodico dura quindi più del mese siderale e precisamente 29d12h44m2s,9; il mese sinodico sta alla base dei calendari lunari e lunisolari. Il mese tropico è l'intervallo di tempo compreso fra due successivi passaggi della Luna al cerchio orario dell'equinozio di primavera, ovvero è l'intervallo di tempo necessario perché la Luna torni ad avere la stessa longitudine; poiché i punti equinoziali si muovono sull'eclittica di moto retrogrado, il mese tropico dura meno del mese siderale e precisamente 27d7h43m4s,7 .

Astronomia: librazione

Il moto di rivoluzione della Luna intorno alla Terra e quello di rotazione intorno a se stessa avvengono in sincronismo, per cui dalla Terra non è possibile osservare tutta la superficie della Luna. Tuttavia il fenomeno della librazione rende visibile dalla Terra fino al 59% della superficie, cioè 22,4 su 38 milioni di km²; il 18% della superficie lunare può essere alternativamente visibile o invisibile, mentre il 41% è perennemente invisibile; le prime osservazioni della faccia nascosta della Luna sono avvenute nel 1959, con i rilievi fotografici della sonda Lunik 3. La librazione è da considerare come un'irregolarità sovrapposta al regolare moto della Luna attorno alla Terra. Si suole distinguere fra librazione geometrica e librazione fisica. La prima è prodotta da tre differenti cause: librazione in longitudine, prodotta da irregolarità nel moto della Luna lungo la sua orbita, sulla quale si muove più velocemente al perigeo che all'apogeo. Poiché la velocità di rotazione si mantiene invece costante, ne segue che la Luna ci mostra una rotazione longitudinale apparente di ca. 8º. Librazione in latitudine, dovuta al fatto che l'asse di rotazione della Luna non è perpendicolare al suo piano orbitale, ma è inclinato rispetto a questo di ca. 6º40¢; durante una lunazione, allora, i poli N e S della Luna ci appaiono inclinati alternativamente verso la Terra. Librazione diurna (o parallattica), dovuta al fatto che un osservatore vede la Luna sotto differenti angolazioni da differenti punti della Terra, ovvero al tramonto rispetto al sorgere della Luna stessa. Questo fenomeno ammonta a ca. 1º. La librazione fisica è un'irregolarità nel moto della Luna prodotta dall'attrazione gravitazionale della Terra sul rigonfiamento equatoriale lunare e ammonta a ca. 2¢.

Astronomia: fasi lunari

Secondo la porzione di superficie lunare che risulta illuminata dal Sole si hanno le seguenti fasi lunari: Luna piena, o plenilunio, quando la Luna è in opposizione con il Sole e viene illuminata tutta la faccia visibile; Luna calante, quando sono illuminati ca. 3/4 della faccia visibile, dopo il plenilunio; ultimo quarto, quando è illuminata metà della faccia visibile, dopo il plenilunio; Luna vecchia, quando è illuminato ca. 1/4 della faccia visibile, prima del novilunio; Luna nuova, o novilunio, quando è in congiunzione con il Sole e non è illuminata nessuna parte della faccia visibile; Luna crescente, quando è illuminato ca. 1/4 della faccia visibile, prima del plenilunio; primo quarto, quando è illuminata metà della faccia visibile prima del plenilunio; Luna gobba, quando sono illuminati ca. 3/4 della faccia visibile, prima del plenilunio .

Morfologia: caratteristiche fisiche

Le osservazioni dell'accelerazione dei satelliti artificiali in caduta libera hanno fissato in 81,302±0,001 il valore del rapporto fra le masse della Terra e della Luna: quest'ultima è allora di 7,35×1022 kg; dividendo per il volume (2,20×1010 km3), si ottiene una densità media di 3,340 g×cm-3, superiore a quella del granito (in media 2,780), ma molto inferiore a quella terrestre media (5,520). L'accelerazione di gravità sulla superficie lunare è di 1,62 m×s-2 (cioè molto inferiore a quella sulla Terra) e la velocità di fuga è di 2,38 km×s-1 (11,2 sulla Terra). Nonostante la sonda sovietica Lunik 22 abbia segnalato la presenza di deboli emanazioni gassose sul suolo lunare, la Luna non possiede alcun tipo di atmosfera. L'assenza di fenomeni di ossidazione nel materiale lunare portato sulla Terra dagli astronauti americani e dalle sonde automatiche sovietiche mostra, inoltre, che sulla Luna non è mai stata presente acqua. La luce proveniente dalla superficie della Luna è in massima parte luce solare riflessa; essa ha la stessa composizione della luce solare, con un'intensità leggermente accentuata per le lunghezze d'onda più lunghe. La Luna assorbe la maggior parte della luce solare incidente: ne viene riflesso ca. il 7% (l'albedo visuale è ca. 0,07). La Luna mostra una debole luminosità anche nel novilunio per effetto della luce riflessa dalla Terra su di essa (luce cinerea). La temperatura della superficie lunare, causa l'assenza di atmosfera e la bassissima conduttività termica del suolo lunare, ha oscillazioni di ca. 270 ºC nell'arco di un giorno lunare (14 giorni terrestri): raggiunge massimi di 120 ºC, quando è esposta al Sole, e minimi di -150 ºC all'ombra .

Morfologia: la superficie della Luna

Anche a occhio nudo la superficie lunare appare coperta da formazioni chiare e scure che, osservate con uno strumento pur di piccola potenza, presentano numerosi interessanti particolari. Tutte le formazioni appaiono sovrapposte a due tipi fondamentali di suolo, uno lucido, piano e scuro (con potere riflettente attorno al 6%) e l'altro corrugato e più chiaro (con un potere riflettente attorno al 15%); quest'ultimo è associato ai “continenti” lunari, sopraelevati rispetto ai “mari” collegati invece al primo tipo di suolo. Le denominazioni citate sono, ovviamente, del tutto convenzionali, essendo la Luna priva d'acqua e di atmosfera, ed ebbero origine nei sec. XVI e XVII, quando nacque la selenologia scientifica. La ragione principale per cui le aree “continentali” hanno una riflettività maggiore (e quindi risultano più chiare) delle aree corrispondenti ai “mari” è che nelle anortositi delle prime è presente un'alta percentuale di composti di alluminio, mentre nelle rocce basaltiche delle seconde predominano i composti di magnesio. Le regioni continentali occupano 2/3 della faccia visibile e quasi tutta la faccia invisibile. Il suolo della Luna, come si è constatato nelle operazioni in loco effettuate in sei missioni Apollo, che hanno consentito la raccolta di ca. 400 kg di campioni minerali, appare cosparso di pietre immerse più o meno profondamente entro uno strato di polveri color ruggine (prodotte per erosione meteoritica), che presenta spessore variabile fra l'ordine dei mm e quello di alcune decine di cm. Al di sotto si estende il cosiddetto “regolite”, il normale suolo lunare, consistente in brecce e rocce frantumate; lo spessore, a seconda delle località, oscilla fra i 2 e i 20 metri accrescendosi di compattezza con la profondità. L'osservazione al telescopio mostra che la superficie lunare è fittamente ricoperta di crateri, così chiamati per analogia con quelli della Terra; i maggiori hanno diametri di qualche centinaio di chilometri: quelli che hanno diametro superiore al chilometro sono oltre 300.000 sulla faccia visibile e molti di più sulla faccia nascosta. I maggiori fra i crateri assumono il nome di circhi montuosi, anche se talvolta il nome viene impiegato per indicare quei crateri riempiti di materia lavica di cui sono visibili solo i bordi. Quasi tutti i crateri hanno il fondo a livello più basso che le zone circostanti il cratere stesso. La distinzione fra cratere e mare non è affatto netta e alcuni fra i mari minori sono senza dubbio crateri riempiti di materiale fuso in seguito a eventi non conosciuti; ne è un esempio il Mare Imbrium. Alcuni crateri possiedono un picco centrale, la cui natura non è ancora conosciuta. Di alcuni circhi montuosi il bordo è visibile solo in particolari condizioni di illuminazione: si parla allora di crateri fantasma. Tutti i crateri sono accomunati dal fatto di avere una profondità ridotta rispetto al diametro, nonché nell'essere distribuiti totalmente a caso: questo fatto, unito alla scoperta dei mascon (il nome è l'acronimo di mass concentration) e alle osservazioni sismiche, fa propendere per un'origine meteorica dei crateri stessi, confermata dall'esistenza di formazioni, sulla Terra e su altri pianeti, aventi caratteristiche analoghe a quelle dei crateri lunari. Sulla Terra si possono citare il Cañon Diablo Crater nell'Arizona e il Nördlinger Ries in Germania. L'assenza sulla Terra di crateri meteorici di diametro superiore alla decina di chilometri è spiegabile ammettendo che la maggior parte dei fenomeni che hanno dato alla Luna l'aspetto attuale siano avvenuti prima che sulla Terra si consolidassero le più antiche formazioni rocciose sedimentarie, cioè almeno 3,5 miliardi di anni fa. La crosta lunare ha uno spessore di ca. 60 km nell'emisfero rivolto verso la Terra e di più di 100 km in quello opposto. Questa anomalia di non facile spiegazione è probabilmente legata all'altra per cui il centro di massa della Luna non coincide con il suo centro geometrico. Il raggio medio della Luna è infatti oggi noto con una precisione di ±10 km e, mentre per un verso essa ha una forma quasi perfettamente sferica (al contrario della Terra che è schiacciata ai poli), dall'altro presenta una depressione rispetto al livello medio di 2,6 km nell'emisfero rivolto verso la Terra .

Morfologia: la struttura interna

L'esame della densità delle rocce lunari a disposizione dei laboratori terrestri, dal quale risulta che le rocce superficiali hanno una densità praticamente uguale a quella media della Luna, porta alla conclusione che la Luna ha una struttura molto più uniforme e omogenea di quella della Terra. Gli studi, condotti per analogia su materiale roccioso di origine terrestre, fanno supporre che la Luna sia costituita di materiali affini ai silicati. Nel complesso, fatte le debite proporzioni, la Luna è molto più rigida della Terra. Ciò deriva dalla presenza di caratteristiche anomalie gravitazionali, i mascon, e dalle proprietà sismiche del nostro satellite. I mascon sono forti concentrazioni di massa, scoperti nel 1968 in base alla misurazione delle accelerazioni subite dai satelliti artificiali orbitanti intorno alla Luna. Per produrre accelerazioni dell'entità di quelle misurate, i mascon devono essere di dimensioni ridotte (un centinaio di chilometri) e devono trovarsi a bassa profondità rispetto alla superficie lunare (un centinaio di chilometri). Oggetti aventi tali caratteristiche non sono mai stati riscontrati sulla Terra. Se la Luna non avesse una grande rigidità, essi sarebbero affondati già da molto tempo sino al centro del nostro satellite. L'altro dato a favore della forte rigidità della Luna deriva dalle caratteristiche del suo comportamento sismico, caratteristiche note attraverso lo studio dei dati dei sismometri portati sulla sua superficie dalle diverse missioni lunari, che furono in grado di registrare vibrazioni prodotte sia dall'urto di meteoriti e micrometeoriti, sia da quello del terzo stadio del Saturno 5. Le oscillazioni sismiche tendono ad amplificarsi nel giro di 10 minuti, e giungono a perdurare fino a 3-4 ore (diversamente da quelle telluriche che si estinguono entro alcuni minuti), dimostrando ipocentri situati a profondità massime di 1100 km, incomparabilmente maggiori che nella Terra. Gli eventi sismici lunari appaiono prodotti anche da sommovimenti che hanno luogo all'interno della Luna stessa. Che siano presenti anche questi ultimi è dimostratodal fatto che gli eventi sismici si manifestano con maggior frequenza quando la Luna si trova più vicina alla Terra: come la Luna produce maree sul nostro pianeta, così anche la Terra determina effetti materiali sulla Luna. Prendendo a fondamento i dati sismografici, diviene possibile proporre per la Luna il seguente modello di struttura interna: A) una crosta multistratificata il cui spessore è compreso fra i 60 km (in corrispondenza dell'emisfero rivolto alla Terra) e 100-120 km (per l'emisfero opposto); B) un mantello ricco di silicati dello spessore di ca. 1100 km; C) un nucleo centrale di 700 km di raggio contenente minerali ferrosi e ferro nativo, il cui stato fisico dovrebbe risultare più o meno pastoso, vista la sua temperatura stimata sui 1500 ºC. È possibile che, in passato, a livelli termici superiori e in condizioni di maggior fluidità, entro il nocciolo lunare abbia agito quell'effetto di dinamo autoeccitata che spiegherebbe l'esistenza di un campo magnetico generale di entità apprezzabile, e del quale, al giorno d'oggi, non v'è traccia sulla Luna se non nel magnetismo fossile residuo che si trova manifesto nei campioni minerali di almeno 3 miliardi di anni di età .

Astronomia: composizione chimica e origine della Luna

La composizione chimica del materiale che costituisce la crosta lunare è abbastanza simile a quella della crosta terrestre, sebbene non identica. Per esempio, i le abbondanze relative delle diverse specie isotopiche dell'ossigeno (O16, O17, O18) risultano alquanto diverse, come diverse risultano le abbondanze dell'ossido ferroso FeO (13% per la Luna; 8% per la Terra). Inoltre, la scarsezza di sostanze volatili (quelle a basso punto di fusione, come il tallio, il mercurio, il bismuto, oltre a idrogeno, elio, ossigeno0 e azoto) indica che il livello termico della massa originaria del satellite dovette essere più elevato di quello che contraddistinse la formazione del nostro pianeta. Tutte le rocce riportate dalla Luna sono di composizione basaltica, con minerali del tipo già conosciuto sulla Terra. Solo tre nuovi minerali sono stati rinvenuti nelle rocce lunari: la loro struttura cristallina indica che si sono solidificati a temperature comprese fra 1000 e 1200 ºC, in presenza, spesso, di forti onde d'urto. Quasi sicuramente le origini di tali temperature sono locali: attività vulcanica o, più probabilmente, urto meteorico quale, per esempio, quello che ha dato origine al Mare Imbrium e al suo riempimento di lava. Tutte le rocce riportate dalla Luna sono di composizione basaltica, con minerali del tipo già conosciuto sulla Terra. Solo tre nuovi minerali sono stati rinvenuti nelle rocce lunari: la loro struttura cristallina indica che si sono solidificati a temperature comprese fra 1000 e 1200 ºC, in presenza, spesso, di forti onde d'urto. Quasi sicuramente le origini di tali temperature sono locali: attività vulcanica o, più probabilmente, urto meteorico quale, per esempio, quello che ha dato origine al Mare Imbrium e al suo riempimento di lava. È da escludere l'ipotesi che 4600 milioni di anni fa la Luna fosse completamente fluida, perché in tal caso non sarebbe ancor oggi solidificata. L'abbondanza di alcuni elementi come zinco, oro, piombo e metalli alcalini risulta però inferiore sulla Luna. Il fatto che gli elementi volatili, per quanto meno abbondanti che sulla Terra, siano comunque presenti è una preziosa indicazione dell'origine della Luna in quanto, se il nostro satellite si fosse formato per condensazione del gas della nebulosa primordiale, essi sarebbero totalmente assenti. È più probabile, invece, che la Luna si sia formata dall'agglomerazione di particelle a bassa e media temperatura e allo stato solido. Il problema della genesi della Luna, cioè dove e come essa si sia originata, è però ben lontano dall'essere risolto. In ogni caso, le differenze chimiche riscontrate con la mineralogia terrestre fanno sempre meno ritenere ai planetologi che la genesi del satellite, databile intorno a 4,5 miliardi di anni or sono, debba imputarsi a un processo di suddivisione della massa della Terra verificatosi in seguito a un'ipotetica instabilità interna come, per esempio, l'effetto di centrifugazione connesso a una improbabile elevata velocità di rotazione. Un'ipotesi selenologica alternativa, quella della Big Whack (la Grande Percossa), si ripromette di giustificare le differenze chimico-mineralogiche riscontrate nelle strutture della Terra e della Luna. Nello scenario figurerebbe un corpo di rango planetario – di dimensioni paragonabili a Marte – la cui composizione interna, al pari di quella terrestre, aveva già raggiunto, previa fusione del materiale primevo, la differenziazione in un nucleo metallico e in un mantello di silicati. Le condizioni imposte dalla somiglianza strutturale Terra-Impattore implicano che l'origine dell'astro incognito fosse stata prossima dell'orbita terrestre, e che l'urto sia avvenuto “di striscio”, alla velocità di 11 km/s, in un'epoca compresa fra i 4,4 e i 4,5 miliardi di anni or sono. La collisione avrebbe avuto come conseguenza la vaporizzazione dei mantelli rocciosi dei due astri e la loro preliminare dispersione in una sorta di atmosfera rovente. Da parte sua, il nucleo del corpo collidente, dopo aver subito una profonda deformazione e un primo rimbalzo, avrebbe finito col precipitare sul globo terrestre per mescolarsi al suo nucleo interno. Le sostanze minerali gassificate, in seguito, avrebbero condensato nuovamente includendosi parzialmente nel mantello terrestre, e in parte – avendo inglobato i residui dispersi dal nucleo ferroso dell'astro collidente – andando a costituire un corpo autonomo, la proto-Luna, appunto. L'ipotesi della Big Whack spiegherebbe l'equivalente densità che si riscontra nei mantelli della Terra e della Luna e, in egual modo, la scarsa presenza di sostanze volatili sul satellite, nonché il suo ridotto nucleo metallico. La teoria ha comunque bisogno di ulteriori raffinamenti per superare critiche e difficoltà obiettive. Una teoria alternativa ipotizza che la Luna sia un corpo celeste sviluppatosi per normale accrezione di planetesimi entro una regione del sistema del tutto diversa da quella attuale: ciò spiegherebbe le differenze mineralogiche con gli standard terrestri e il diverso sviluppo dei noccioli interni. Un'ipotesi più recente descrive la formazione della Luna come risultato di una catastrofica collisione fra il nostro pianeta e un corpo celeste di natura planetaria. Il materiale sollevato e disperso nell'urto sarebbe rimasto parzialmente confinato in orbita circumterrestre, ove sarebbe andato concentrandosi sotto gli stimoli gravitazionali. Il bombardamento da parte dei corpi minori, rimasti a vagare nello spazio adiacente, avrebbe continuato ininterrotto per il primo miliardo d'anni a sconvolgere e a rimodellare la crosta lunare primitiva, sviluppando una notevole quantità di calore che, aggiungendosi a quello prodotto dal decadimento degli elementi radioattivi presenti nelle rocce lunari, avrebbe determinato la fuoruscita di lava attraverso fratture prodottesi nell'urto con grandi meteoriti vaganti nello spazio. La lava avrebbe allora riempito i bacini da cui emergeva e si sarebbe poi riversata nelle zone pianeggianti adiacenti. Un tale meccanismo spiega per esempio la formazione dell'Oceanus Procellarum. Da quasi tre miliardi d'anni, il volto della Luna ha cessato di subire mutamenti. Il bombardamento meteoritico si è ormai completamente attenuato, e i soli grossi bacini d'impatto che possano dirsi recenti si riferiscono a quei crateri (Tycho, Aristarco, Copernico, ecc.) che presentano recinti dirupati e lunghe raggiere di materiale proiettato (i cosiddetti ejecta). Anche l'attività plutonica si è andata affievolendo col tempo e con il procedere del raffreddamento della massa dell'astro; cosicché la Luna può dirsi oggi un corpo completamente rigido e inerte, entro almeno i primi 1000 km di profondità.

Cenni storici: le osservazioni della Luna

Il primo a osservare la Luna con un cannocchiale fu Galileo, che ne disegnò una mappa anche se imprecisa. A Galileo seguirono molti altri astronomi tra cui: J. Hevelius, che nel 1647 pubblicò una mappa nella quale impiegò per primo la nomenclatura oggi usata per i monti lunari; G. B. Riccioli, che disegnò la maggior parte dei crateri, e J. H. Schröter, che eseguì parecchi rilievi parziali ponendo le prime basi della selenografia intesa in senso scientifico. Con l'avvento della fotografia furono redatti atlanti lunari sempre più completi, fino al Photographic Lunar Atlas di G. P. Kuyper e alla mappa della faccia invisibile dalla Terra tracciata sulla base delle fotografie riprese da sonde spaziali sovietiche dei tipi Lunik e Zond e americane dei tipi Ranger, Surveyor e Lunar Orbiter. A partire dal 1969 ha avuto inizio l'esplorazione diretta del suolo lunare, sviluppata dagli Statunitensi nell'ambito del programma Apollo con lo sbarco di uomini sulla Luna, conclusosi nel 1972, e continuata dai Sovietici attraverso automatismi avanzati (vedi Lunakhod) per il prelievo di campioni di rocce e per l'acquisizione di dati scientifici. Nel gennaio 1998 è stata lanciata da Cape Canaveral la sonda interplanetaria Lunar Prospector che ha aperto nuove frontiere nell'esplorazione dell'universo, rivelando che la Luna non è solo polvere e sassi; ai suoi poli, in un numero consistente di crateri, ci sono piccole sacche di acqua ghiacciata disseminate su migliaia di chilometri quadrati. La conclusione della missione, avvenuta con un impatto della sonda sul suolo lunare in modo da sollevare polveri da analizzare non ha, tuttavia, dato un esito del tutto soddisfacente, anche se i dati sono ancora in fase di analisi. La presenza di acqua, se in quantità consistenti, sarebbe di grandissima importanza per eventuali future missioni dell'uomo, non escludendo la possibilità di una base fissa di osservazione e ricerca sul nostro satellite. L'acqua, infatti, oltre che come bevanda, può fornire, per separazione elettrolitica, l'ossigeno necessario alla vita e l'idrogeno usato come propellente nei razzi. La prima ipotesi sulla presenza di ghiaccio sulla Luna era stata fatta in base ai dati raccolti dalla sonda Clementine. Nel 2003 è stata lanciata la sonda SMART-1; costrita per produrre una mappa a raggi x della luna, è arrivata nei pressi del satellite nel 2005, spinta da un nuovo motore a ioni, lento ma molto economico. Nel 2008 la sonda indiana Aditya è atterrata sul suolo lunare; questa missione fa parte di un grande progetto dell'Organizzazione di ricerca spaziale indiana (Isro).

La missione Clementine

Il maggior afflusso di informazioni scientifiche utili all'ampliamento delle conoscenze nei riguardi della Luna è legato alla missione spaziale multipla Clementine. La sonda automatica (lanciata dalla NASA nel gennaio 1994) è riuscita infatti a effettuare una dettagliata campagna di ricerche – a partire dal febbraio 1995 e fino all'aprile successivo – articolata su precisi criteri multidirezionali. Ha fornito un milione e mezzo di immagini riprese in lunghezze d'onda diverse (ultravioletto, infrarosso, visibile ottico), per le quali l'indispensabile elaborazione, in vista della stesura di mappe organiche specifiche, ha ovviamente implicato una preliminare opera di normalizzazione su tutta la massa del materiale originario. In tal modo, le “strisciate” di immagini, pur trasmesse dalla sonda con caratteristiche differenti riguardo alla banda di radiazione utilizzata (11 bande di lunghezze d'onda fra 4150 Å nel visibile, e 27.500 Å nell'infrarosso termico), alla qualità della risoluzione spaziale (mai comunque risultata inferiore ai 500 m), all'entità della scala metrica, una volta al termine della loro manipolazione, hanno consentito di realizzare – in conformità alle attese – quelle mappe diversificate, indispensabili per un vasto programma di studio sugli aspetti orografici, geologici, mineralogici, magnetici e gravimetrici del satellite. Grazie alla migliore penetrazione del sistema di prospezione della sonda, la profondità dei maggiori bacini d'impatto è stata rilevata con un'accuratezza mai raggiunta nel passato. A sorpresa, è apparsa la necessità di innalzare del 30% la stima delle escursioni altimetriche medie dell'orografia lunare, il cui valore raggiunge ora i 16 km, ed è del tutto confrontabile con quello che si riscontra sulla Terra, pianeta di diametro quattro volte più grande. È stata scoperta, per esempio, l'esistenza del bacino Mendel-Rydberg che, nonostante il diametro di 630 km e una profondità di 5-6 km, appare seminascosto dagli ejecta proiettati dal catastrofico impatto che fu responsabile, in epoca successiva, della formazione, un poco più a nord, del vasto Mare Orientale. I dati combinati delle ricognizioni topografiche e gravimetriche effettuate da Clementine mostrano inoltre quale sia la distribuzione generale della crosta sul globo della Luna. Complessivamente più spessa sull'emisfero opposto (68 km) che in quello rivolto alla Terra (60 km), essa mostra chiari e ovvi segni di assottigliamento nelle aree dominate dalle mascons, ma anche un assai notevole ispessimento (fino a 120 km) nella vasta regione (dell'emisfero opposto) che si trova compresa fra le grandi aree depressionarie nord-occidentali dell'emisfero esposto e la colossale formazione australe di Aitken, situata nell'altro .

Ipotesi senologiche

Una questione tuttora aperta riguarda il luogo di formazione del globo lunare. La composizione del suo mantello esteriore appare simile – ma non identica – a quella del mantello terrestre. Per esempio, i rapporti isotopici fra le corrispondenti varietà d'ossigeno O16, O17, O18, risultano alquanto diverse, come pure quelli relativi all'ossido ferroso FeO (13% per la Luna; 8% per la Terra). Inoltre, la scarsezza di sostanze volatili (quelle a basso punto di fusione, come il tallio, il mercurio, il bismuto) indica che il livello termico della massa originaria del satellite dovette essere più elevato di quello che contraddistinse la formazione del nostro pianeta. Anche la presenza di acqua (allo stato ghiacciato, di permafrost, di acqua di cristallizzazione), confermata dalla missione di Lunar Prospector, rappresenta un parametro utile alla comprensione dell'origine della Luna. La sonda Clementine ha avuto, di conseguenza, anche il compito di esplorare mediante fasci di radioonde il fondo – quasi perennemente immerso nell'oscurità – di alcuni crateri scelti fra quelli situati in prossimità dei poli geografici del satellite. Gli echi, analizzati a Terra dalle stazioni riceventi della rete DSN (Deep Space Network), sono in effetti apparsi più intensi del previsto, e non escludono la possibile presenza di acqua allo stato solido. Le indagini effettuate da Clementine sui 7500 e 9500 Å (infrarosso vicino) hanno prodotto mappe generali della Luna particolarmente sensibili al contenuto in ferro degli strati superficiali. Il metallo risulta presente nella proporzione del 14% in seno ai basalti dei “mari”, ma sembra essere del tutto assente nelle anorthiti dei rilievi. Questi riscontri si dimostrano pertanto più a favore di un'originaria diffusione “a macchie” delle rocce fuse, che non al quadro dell'oceano di magma primordiale. Essi hanno persuaso gli esperti a ricorrere a un'ipotesi selenologica alternativa, quella della Big Whack (la Grande Percossa). Nella sostanza, si tratta di un evento di collisione il cui modello – sottoposto ad analisi computerizzata – si ripromette di giustificare le differenze chimico-mineralogiche riscontrate nelle strutture della Terra e della Luna. Nello scenario figurerebbe un corpo di rango planetario – di dimensioni paragonabili a Marte – la cui composizione interna, al pari di quella terrestre, aveva già raggiunto, previa fusione del materiale primevo, la differenziazione in un nucleo metallico e in un mantello di silicati. Le condizioni imposte dalla somiglianza strutturale Terra-Impattore implicano che l'origine dell'astro incognito si sia verificata in prossimità dell'orbita terrestre, e che l'urto sia avvenuto “di striscio”, alla velocità di 11 km/s, in un'epoca compresa fra i 4,4 e i 4,5 miliardi di anni or sono. La collisione avrebbe avuto come conseguenza la vaporizzazione dei mantelli rocciosi dei due astri e la loro preliminare dispersione in una sorta di atmosfera rovente. Da parte sua, il nucleo del corpo collidente, dopo aver subito una profonda deformazione e un primo rimbalzo, avrebbe finito col precipitare sul globo terrestre per mescolarsi al suo nucleo interno. Le sostanze minerali gassificate, in seguito, avrebbero condensato nuovamente includendosi parzialmente nel mantello terrestre, e in parte – avendo inglobato i residui dispersi dal nucleo ferroso dell'astro collidente – andando a costituire un corpo autonomo, la proto-Luna, appunto. L'ipotesi della Big Whack spiegherebbe l'equivalente densità che si riscontra nei mantelli della Terra e della Luna e, in egual modo, la scarsa presenza di sostanze volatili sul satellite, nonché il suo ridotto nucleo metallico. La teoria ha comunque bisogno di ulteriori raffinamenti per superare critiche e difficoltà obiettive. Un supporto significativo potrebbe giungerle dalla scoperta, in seno ai campioni minerali di origine lunare, di qualche traccia che potesse essere ricollegata alla struttura del presunto impattore e alle profonde trasformazioni fisiche di cui esso è ritenuto responsabile.

Influenze climatologiche della Luna

Una campagna di ricerche climatologiche basate su dati prelevati da satellite nel periodo 1980-95 ha consentito (a un gruppo di lavoro dell'Università dell'Arizona) di concludere che la temperatura media della bassa troposfera terrestre – la fascia atmosferica che si estende fino a 5000 m di quota – è di 2 centesimi di grado centigrado più elevata intorno al plenilunio. L'incremento termico è stato valutato dall'intensità dell'emissione in microonde da parte dell'ossigeno molecolare, e mostra una netta corrispondenza con il ciclo di 29,5 giorni del mese sinodico della Luna. La circostanza viene chiaramente associata al maggior flusso di radiazione solare che, in quelle epoche, è ricevuto, per riflessione, dalla superficie lunare. Tuttavia, è stato fatto notare che – a Luna piena – la contemporanea maggior vicinanza del nostro pianeta al Sole (4700 km rispetto alla distanza media, per effetto del moto intorno al baricentro comune al sistema Terra-Luna) contribuirebbe per almeno metà del valore all'incremento stimato .

Etnologia: la Luna nelle credenze primitive e popolari

Insieme al Sole la Luna ha sempre avuto un ruolo determinante nelle credenze dei popoli d'interesse etnologico: alla Luna essi attribuiscono una potente influenza sulla vita vegetale e in particolare credono che la Luna piena aiuti la crescita delle alghe, di altre piante marine e di quelle piante che crescono soltanto di notte. Per questa ragione è detta anche Signora o Madre delle piante (tribù del Brasile). Molte attribuzioni della Luna coincidono in gran parte con quelle della Terra e in primo luogo per quanto concerne la funzione fertilizzatrice; infatti molti popoli associano Terra e Luna, considerandole anche create con la stessa sostanza (i Maori della Nuova Zelanda identificano i due astri poiché pensano che la Luna abbia avuto origine da un pezzo di Terra). Diffusa è la credenza che l'azione della Luna sia esercitata a fondo sulla linfa delle piante dalle quali si estraggono succhi da cui ricavare bevande inebrianti (nell'America Centrale e Meridionale la chicha è considerata il sangue della Luna); ancora oggi l'alcol prodotto in alcune zone del Kentucky è detto moonshine (chiaro di luna), termine che i bianchi hanno preso in prestito dagli Indiani che fabbricavano e consumavano la chicha in onore della Luna. È stata posta in rilievo anche una relazione tra il ciclo lunare e il ciclo fisiologico femminile (i Maori chiamano la mestruazione la malattia della luna); da questa osservazione si è passati a un'altra attribuzione della Luna, cioè quella di divinità femminile che presiede alle nascite. Presso molte popolazioni la Luna è considerata di sesso maschile: diversi miti raccontano di unioni avvenute tra il dio lunare e una donna, unioni dalle quali nascono figli spesso con caratteri di eroi lunari. Gli Inuit credono che l'astro scenda di notte dal cielo per unirsi alle loro donne. Anche nei miti australiani la Luna è vista come un giovane seduttore, che abbandona la donna dopo averla resa madre. Universalmente questo astro è messo in connessione con le maree, la pioggia e in generale con le mutazioni del tempo; alla divinità lunare sono imputabili le catastrofi naturali, soprattutto i diluvi (Messico, Australia). Altro fenomeno che ha colpito la fantasia dei popoli d'interesse etnologico è quello della crescita e del calo della Luna e a ciò si ricollegano numerosi miti, simili fra loro, noti in Africa settentrionale, tra i Cafri, nelle isole Marchesi e Salomone. Caratteristico è un mito bantu che collega le due fasi dell'astro con la stella del mattino e quella della sera, con il ruolo di mogli: una delle donne è premurosa e accudisce con amore al vecchio marito (figura della Luna crescente); l'altra moglie invece è malvagia (figura della Luna decrescente). Alla Luna come ad altri astri i popoli d'interesse etnologico riservano riti collettivi che coincidono con i momenti critici del gruppo e con l'andamento climatico-stagionale. Presso i Boscimani la comparsa della Luna nuova all'orizzonte è salutata con grida, preghiere e lancio di sabbia verso il cielo. Invocazioni e preghiere sono di prammatica per ottenere un buon risultato nella caccia e cibo in genere . Presso la religione induista, un aneddoto mitologico avente come protagonista Ganesha (la divinità dalla testa d'elefante) spiega l'origine delle fasi lunari. Le numerose divinità lunari presenti nella mitologia sono perlopiù femminili, come le dee greche Selene e Artemide, e le loro equivalenti romane Luna e Diana. Si possono trovare anche divinità maschili, come Nanna o Sin dei mesopotamici, Thoth degli egiziani e il dio giapponese Susanowo, e anche Isil, che fa parte della mitologia di Arda, mondo immaginario creato da J.R.R. Tolkien. La Luna trova anche ampio spazio nella religione islamica. Ne è il simbolo che, soprattutto in India, viene utilizzato come ornamento. Nella mitologia medioevale, la Luna piena occupa una posizione importante: i lupi mannari si trasformano alla luce della Luna e le streghe si riuniscono per i loro Esbat (feste minori che celebrano le fasi lunari) Solitamente si festeggia la fase di Luna piena, poiché l'energia è maggiore.

Bibliografia

G. Fielder, Geology and Physics of the Moon, Amsterdam, 1971; W. von Braun e altri, Moon, New York, 1972; A. A. Levinson, S. Ross Taylor, Moon, Rocks and Minerals, Londra, 1972; T. A. Mutch, Geology of the Moon, Princeton, 1972; F. Foresta Martin, Ritorno alla luna, Firenze, 1989.

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