Non esiste ancora una teoria stabile su come si sia formata esattamente la Luna. L'opinione prevalente è che un "protopianeta delle dimensioni di Marte" si sia schiantato contro la giovane Terra e i detriti risultanti siano diventati il materiale da costruzione da cui si è formata la Luna.
L'analisi chimica mostra che la composizione del suolo lunare è relativamente vicina a quella della Terra. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che le rocce delle pianure più chiare (gli altopiani lunari) contengono in realtà meno minerali metallici rispetto a quelle delle pianure più scure. Questo ha senso solo se la Terra aveva già formato il suo nucleo, mantello e crosta al momento della collisione, lasciando la Luna priva di metallo. Tuttavia, le rocce trovate nelle pianure più scure della Luna contengono più metallo di quelle trovate sulla Terra. Un paradosso inspiegabile.
Quindi cosa c'è sotto la superficie della luna? Come la Terra, anche la Luna ha una crosta, un mantello e un nucleo. Il nucleo interno è composto da ferro e nichel, il che la rende la seconda luna più densa del nostro sistema solare dopo Io, una delle 79 lune in orbita attorno a Giove.
Il nucleo interno solido della Luna ha un diametro di 480 chilometri e il nucleo esterno di ferro liquido fuso aumenta il diametro totale a 660 chilometri. Un'altra meraviglia del nostro satellite è lo spessore della crosta. Stranamente, il lato della Luna rivolto verso la Terra ha una crosta più sottile rispetto al lato opposto.
Un tempo, l'attività vulcanica infuriava sulla Luna. Le colate laviche risultanti formarono grandi pianure facilmente visibili attraverso un telescopio. Non appena il magma si è raffreddato e solidificato, gli strati interni si sono divisi. Nel corso del tempo, gli elementi più pesanti sono caduti al centro della Luna, mentre quelli più leggeri sono rimasti sopra o vicino alla superficie.
Nel 2011, la NASA ha lanciato lo strumento in miniatura a radiofrequenza Mini-RF a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter, che è ancora in orbita attorno alla Luna. La sua missione iniziale era trovare il ghiaccio sulla superficie lunare, ma undici anni dopo ha trovato qualcos'altro. Misurando la proprietà elettrica del suolo lunare all'interno dei crateri, chiamata permittività, Mini-RF ha scoperto che questa proprietà aumenta nei crateri di larghezza compresa tra 1,6 e 4,8 km, ma rimane costante per i crateri di larghezza compresa tra 4,8 e 19 km. Dopo aver confrontato i dati ottenuti da Mini-RF con le mappe di ossido di metallo realizzate dalla fotocamera grandangolare LRO, è stato confermato che i crateri più grandi con proprietà dielettriche più elevate sono direttamente correlati alla concentrazione di minerali metallici.
Gli scienziati LRO del Goddard Space Flight Center della NASA affermano che i dati Mini-RF sono inestimabili perché non solo forniscono informazioni su ciò che potrebbe essere in agguato sulla superficie e sotto la luna, ma fanno anche luce su come si è formato e su come potrebbe essere il suo vero legame storico con la Terra.
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