Origine della luna

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Ipotesi sull’origine della Luna

Per quanto oggi la Luna possa essere considerata il corpo celeste meglio conosciuto, restano ancora grandi dubbi sulla sua origine. Come per la genesi e l’evoluzione del Sistema solare o dell’Universo, sono state avanzate numerose ipotesi e formulate diverse teorie.
Vediamo i diversi modelli evolutivi proposti, illustrandone le basi teoriche ed i punti deboli.

Secondo l’ipotesi della fissione, formulata per la prima volta nel 1878 dal geofisico ed astronomo inglese G. Darwin (figlio dell’ideatore della teoria evoluzionista Charles), la Luna si sarebbe originata per distacco dalla Terra ancora fusa, per effetto della forza centrifuga generata dalla rotazione e dell’attrazione gravitazionale esercitata dal Sole.
Secondo la versione originaria, la Terra avrebbe dovuto ruotare molto più velocemente di oggi, compiendo un’intera rotazione in circa 4 ore. In una versione più moderna, basata sui calcoli delle resistenze di attrito all’interno dell’ipotetico fuso terrestre dal quale si sarebbe staccata la Luna, il periodo di rotazione sarebbe sceso persino a 2 ore e mezza in conseguenza dello sprofondamento dei materiali ferrosi al centro della Terra. Per il principio di conservazione del momento angolare, infatti, l’accumulo di materia nella regione centrale di un ammasso in rotazione determina un aumento della sua velocità rotatoria.
A prova di questo modello si fa notare che il periodo di rotazione del sistema Terra-Luna intorno al comune baricentro va allungandosi, e che pure la distanza tra i due corpi va aumentando. Secondo alcuni calcoli, ammettendo che la Luna si sia distaccata dal nostro pianeta, dovrebbero essere passati più di 4 miliardi d’anni per consentirle di raggiungere la posizione attuale.
Anche la sincronia dei moti di rotazione e rivoluzione lunare, ossia il fatto la Luna rivolge alla Terra sempre la medesima faccia, sono intesi come conferma di quest’ipotesi evolutiva. Si nota, inoltre, che il valore della densità media della Luna è molto prossimo a quello delle rocce superficiali terrestri.

Secondo l’ipotesi dell’accrescimento, invece, la Luna si sarebbe formata per eventi simili a quelli che portarono alla formazione della Terra e degli altri pianeti del Sistema solare. Circa 5 miliardi d’anni fa, un primo aggregato di materiali generatosi spontaneamente in orbita attorno alla neoformata Terra (una sorta di Protoluna) avrebbe attirato a sé una gran quantità di materiali, ingrandendosi ed evolvendo gradualmente in un vero e proprio satellite.
Una delle principali conferme di questo modello è data dai rapporti isotopici 16O/17O e 16O/18O delle rocce lunari e di quelle terrestri, che risultano uguali. Infatti, considerato che per oggetti di lontana provenienza, come le meteoriti, tali rapporti sono molto differenti, è plausibile che la Terra e la Luna si siano formate nella stessa regione del Sistema solare.

Un terzo modello, che trova oggi molto seguito, è quello denominato ipotesi dell’impatto gigante. La Luna si sarebbe formata in conseguenza di una catastrofica collisione avvenuta tra la Terra in via di formazione ed uno o più corpi di grosse dimensioni, la cui orbita incrociava quella terrestre. La maggior parte dei sostenitori della teoria ritiene che durante la fase di accrezione (ossia accrescimento e condensazione) dei pianeti terrestri, un corpo delle dimensioni di Marte sia entrato in collisione con la Terra alla velocità di circa 5 km/s, disintegrandosi e strappando alla Terra una parte del mantello appena differenziato. Il materiale finito in orbita si sarebbe successivamente riaggregato formando in nostro satellite.
Quest’ipotesi spiegherebbe sia le evidenti affinità dei materiali lunari con quelli del mantello terrestre sia le rilevanti differenze litologiche tra Terra e Luna.

Infine, vi è l’ipotesi della cattura (oggi poco considerata), secondo la quale la Luna sarebbe stata un corpo autonomo proveniente da qualche regione del Sistema solare; successivamente, avvicinandosi alla Terra, essa sarebbe stata imprigionata su un’orbita attorno al nostro pianeta. Questa teoria giustificherebbe la diversa composizione litologica tra i due corpi, ma risulta poco convincente da un punto di vista dinamico. Il modello, infatti, prevede che si sia verificato qualcosa di simile a quanto accade quando una sonda spaziale inviata da Terra entra in orbita attorno ad un altro pianeta, divenendone satellite artificiale. Al contrario delle sonde spaziali, però, la Luna non avrebbe avuto motori frenanti e, perciò, non si capisce per quale motivo essa avrebbe dovuto diminuire la propria velocità, e non invece proseguire fino ad entrare in collisione diretta con la Terra.
Secondo alcuni calcoli, il fenomeno della cattura avrebbe richiesto un avvicinamento della Luna fino a non più di due raggi terrestri dalla superficie, con la Luna a velocità relativa inferiore a 1 km/s. Le leggi fisiche, però, dimostrano che la Luna non può aver sorpassato la distanza di 2.86 raggi terrestri, distanza alla quale l’attrazione gravitazionale della Terra diviene maggiore della stessa gravità della Luna, determinandone la frantumazione.

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